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外源水杨酸对路易斯安娜鸢尾镉毒害的缓解效应

作　者: 邓鹏
导　师: 陈刚
学　校: 扬州大学
专　业: 植物学
关键词: 镉抗氧化酶系统水杨酸路易斯安那鸢尾光合作用超微结构
分类号: Q945.78
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

镉(Cd)是环境重金属污染中最常见的元素,会对植物的生长发育产生明显的抑制作用。水杨酸(SA)能有效调节植物的新陈代谢,在植物抗逆反应中起着重要的作用。为了评估不同SA处理方式在路易斯安那鸢尾Cd毒害的缓解效应中起的作用,本试验采用水培的方式研究了1μM SA预处理和溶液处理两种不同的处理方法对Cd胁迫下路易斯安那鸢尾的生物量、主要抗氧化酶的活性、根系活力、脯氨酸和丙二醛含量、光合参数和叶绿素含量的影响。此外,还观察了SA对叶绿体和根的超微结构的缓解作用。主要的研究结果如下：1.Cd胁迫会降低鸢尾的根系活力、CAT活性,同时提高其POD活性、SOD总活性、MDA含量和脯氨酸含量。Cd胁迫下1μM SA预处理能有效缓解Cd胁迫对鸢尾的生长和生理活性的影响,特别是在高Cd处理浓度(500μM)时,这种缓解效果最为显著。此时,1μM SA预处理的鸢尾的根系活力、叶CAT活性、根CAT活性、叶POD活性、根POD活性、叶SOD总活性、根SOD总活性、叶MDA含量、根MDA含量、叶脯氨酸含量、根脯氨酸含量分别为不加SA时的1.76、1.09、1.25、1.36、1.15、1.20、1.05、0.47、0.81、1.31、1.37倍。Cd胁迫下1μM SA溶液处理也能提高鸢尾抗氧化酶活性、根系活力、脯氨酸含量,降低MDA含量,但效果不如1μM SA预处理。2.不加SA时,随着Cd处理浓度的升高鸢尾的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)都降低,同时伴随着细胞间C02浓度(Ci)的升高。1μM的SA预处理能显著地提高鸢尾的叶绿素含量、Tr、Gs,降低Ci,从而提高其Pn,缓解Cd毒害对光合的抑制作用。而1μM的SA溶液处理虽能提高鸢尾的叶绿素含量,却降低了其Pn、Tr、Gs和Ci,增加了Cd胁迫对鸢尾光合作用的抑制效果。3.500μM Cd胁迫下鸢尾叶绿体严重变形,并且开始瓦解,基质片层已严重破坏。1μMSA预处理后对叶绿体超微结构有一定缓解作用。基质片层除了排列较松弛,有的地方扭曲外,还保持了较好的片层连续性。1μM SA溶液处理的不明显。100μM Cd胁迫下鸢尾根细胞出现严重的损伤。细胞出现严重的质壁分离、细胞膜系统遭到破坏、细胞质高度浓缩和线粒体脊的数量减少等。另外细胞中发现少量大的囊泡,里面包裹有高电子密度颗粒。用1μM的SA预处理后鸢尾的根细胞的质壁分离得到了很好的缓解、线粒体脊的数量明显增加、囊泡的数量显著增加。1μM的SA溶液处理也能增加鸢尾根细胞中的囊泡数量和缓解细胞质壁分离,但细胞核出现严重的变形、染色质高度浓缩,这说明SA溶液处理对Cd毒害的缓解作用不如用SA预处理的。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
符号说明  9-10
第一章文献综述  10-18
  1.1. 镉污染的污染现状和来源  10-11
  1.2. Cd的毒害效应  11-14
    1.2.1 Cd对人体健康的危害  11-12
    1.2.2 Cd对植物的毒害效应  12-14
      1.2.2.1. 对细胞结构的影响  12
      1.2.2.2. 对植物生长发育的影响  12-13
      1.2.2.3. 对细胞膜透性的影响  13
      1.2.2.4. 对光合作用的影响  13-14
      1.2.2.5. 对呼吸作用的影响  14
  1.3. SA对植物生长的影响  14-17
    1.3.1 生物胁迫  14-15
    1.3.2 非生物胁迫  15-17
      1.3.2.1 SA与植物抗重金属性  15
      1.3.2.2 SA与植物抗盐性  15-16
      1.3.2.3 SA与植物抗热性  16
      1.3.2.4 SA与植物抗冷性  16
      1.3.2.5 SA与紫外线和臭氧胁迫  16-17
      1.3.2.6 SA与植物抗旱性  17
  1.4 本研究的目的和意义  17-18
第二章材料与方法  18-23
  2.1. 材料  18
    2.1.1 材料的培育  18
  2.2. 方法  18-23
    2.2.1 外源SA最适浓度的探讨  18-19
      2.2.1.1 实验设计  18-19
      2.2.1.2 实验方法  19
        2.2.1.2.1 生物量的测定  19
        2.2.1.2.2 叶绿素含量的测定  19
    2.2.2 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾生理生化特性的影响  19-21
      2.2.2.1 实验设计  19
      2.2.2.2. 实验方法  19-21
        2.2.2.2.1 生物量的测定  19
        2.2.2.2.2 根系活力的测定  19-20
        2.2.2.2.3 抗氧化酶活性的测定  20
        2.2.2.2.4 丙二醛含量的测定  20-21
        2.2.2.2.5 游离脯氨酸含量的测定  21
        2.2.2.2.6 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾光合作用的影响  21
    2.2.3 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾根尖和叶肉细胞超微结构的影响  21-22
      2.2.3.1 实验设计  21-22
      2.2.3.2 样品的制备和切片观察  22
    2.2.4 数据统计与分析  22-23
第三章结果分析  23-42
  3.1 外源SA最适浓度的探讨  23-26
    3.1.1 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾生物量的影响  23-24
    3.1.2 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾叶绿素含量的影响  24-25
    3.1.3 外源SA对Cd胁迫下路易斯安挪鸾尾净光合速率的影响  25-26
  3.2 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾生理生化特性的影响  26-35
    3.2.1 外源SA对Cd胁迫下路易斯安那鸢尾根系活力的影响  27-28
    3.2.2 外源SA对Cd胁迫下路易斯安那鸢尾抗氧化酶活性的影响  28-30
    3.2.3 外源SA对Cd胁迫下路易斯安那鸢尾MDA含量的影响  30-31
    3.2.4 外源SA对Cd胁迫下路易斯安那鸢尾脯氨酸含量的影响  31-32
    3.2.5 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾光合作用的影响  32-35
      3.2.5.1 外源SA对Cd胁迫下鸢尾叶绿素含量的影响  32-33
      3.2.5.2 外源SA对Cd胁迫下鸢尾光合参数的影响  33-35
  3.3 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾根尖和叶肉细胞超微结构的影响  35-42
    3.3.1 叶绿体超微结构的变化  35-38
    3.3.2 根尖细胞超微结构的变化  38-42
第四章讨论  42-46
  4.1 外源SA最适浓度的探讨  42
  4.2 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾生理生化特性的影响  42-44
  4.3 外源SA对Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾根尖和叶肉细胞超微结构的影响  44-46
    4.3.1 叶绿体结构的变化  44
    4.3.2 根细胞结构的变化  44-46
参考文献  46-51
致谢  51-52

外源水杨酸对路易斯安娜鸢尾镉毒害的缓解效应

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