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过氧化氢预处理对水稻抗氧化系统及吸收转运镉的影响

作　者: 胡延玲
导　师: 葛滢
学　校: 南京农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 水稻抗氧化系统 Cd H2O2 转运
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

镉(Cd)是威胁动植物生长和人体健康的有毒重金属元素。随着工农业的发展,Cd污染越来越严重。水稻是我国的主要粮食作物,具有较强的富集Cd的能力。因此,在低Cd污染土壤上进行水稻安全种植必须要解决以下两个问题：一是提高水稻耐Cd性能,二是减少Cd的转运。研究表明,外源性化学物质如水杨酸(SA)等预处理种子或幼苗能提高作物的耐Cd性能。而目前关于过氧化氢(H2O2)预处理对Cd胁迫下水稻解毒机制影响方面的研究很少。本文采用水培试验研究了不同浓度H2O2(1,10,10μM)预处理在提高水稻Cd耐性和减少Cd转运中的作用。结果显示,Cd明显减少了水稻株高、根长、干鲜重和抗氧化酶活性,提高了抗氧化剂含量和解毒酶GST活性,以及H2O2和MDA水平；不同浓度H2O2预处理水稻根部1d均不同程度地减轻了Cd毒害,表现在以下几个方面：与单一Cd处理相比,1,10和100μM H2O2预处理后水稻株高、根长显著增加,干鲜重明显提高。1,10μM H2O2单独处理对水稻生长没有明显影响,而100μM H2O2则抑制了水稻株高和地上生物量。不同浓度H202预处理之间没有明显差异,100μMH2O2效果更好一些。H2O2预处理减轻了Cd对CAT、GPX、APX和叶SOD活性的抑制。GPX活性随着预处理浓度增加而有增强趋势,与根CAT和叶APX变化趋势相似,且叶GPX活性甚至高于CK。但是根部APX活性在1和10μM预处理下反而下降,与100μM的促进作用相反。预处理使根SOD活性提高,但只在100μM水平才高于单一Cd胁迫。各处理下叶GST活性无明显变化,且Cd和H2O2处理较CK略有提高；Cd使根部GST活性极显著提高,同时H2O2预处理组GST表现出更高的活性。另外,100μM H2O2能更好地增加酶的活性,这在根部尤其明显。除CAT外,其余酶类在根部的活性都高于叶部。Cd胁迫下,抗氧化剂AsA和谷胱甘肽(GSH, GSSG)含量增加。H2O2预处理提高了叶AsA和根GSH含量,根部总谷胱甘肽含量、GSH/GSSG比值也相应提高。正常情况下,叶部AsA和GSH含量都高于根部。在Cd或H2O2胁迫下,根GSH大量合成,反而高于叶部。GSSG分量在根和叶部分布差异不大。H2O2预处理减少了水稻植株H202和MDA的累积,因而减轻了氧化伤害。与单一Cd处理相比,H2O2预处理促进了根部Cd的吸收和累积,且随着处理浓度增加,促进作用趋缓。同时,Cd向地上部分转运能力减弱,表现在地上部分Cd含量／根部Cd含量(S/R)明显减少。综合来看,水稻Cd耐性增强部分是因为H202预处理改善了抗氧化系统,有效阻止了内源性H202的累积,减轻了膜脂过氧化程度。另一方面,Cd向地上部分转运减少可能与Cd在根部液泡中大量存储有关。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
一.绪论  12-14
二.文献综述  14-26
  1.Cd污染现状  14
  2.植物对Cd的吸收转运及其影响因素  14-16
    2.1 Cd的吸收转运及分布  14-15
    2.2 影响Cd吸收的因素  15-16
      2.2.1 土壤Eh、pH、离子浓度  15-16
      2.2.2 植物品种  16
  3.Cd的危害  16-18
    3.1 Cd对人体的危害  16
    3.2 Cd对植物的危害  16-18
  4.植物Cd解毒机制  18-22
    4.1 Cd区室化  18
    4.2 巯基物质络合作用  18-19
    4.3 可溶性蛋白、脯氨酸含量的提高  19-20
    4.4 抗氧化系统  20-22
  5.外源物质提高植物抗性的研究  22-26
    5.1 H_2O_2预处理提高作物耐盐性能  23
    5.2 H_2O_2预处理提高作物耐低温性能  23
    5.3 H_2O_2预处理的其它作用  23-24
    5.4 多种信号物质预处理比较研究  24
    5.5 信号物质调控机制  24-26
三.材料与方法  26-29
  1.材料与方法  26-28
    1.1 水稻培养  26
    1.2 样品处理和测定  26-28
      1.2.1 生长指标和Cd含量测定  26-27
      1.2.2 H_2O_2和MDA含量测定  27
      1.2.3 酶活性测定  27-28
      1.2.4 抗氧化剂含量测定  28
  2.数据统计分析  28-29
四.结果与讨论  29-40
  1.结果分析  29-36
    1.1 不同处理对水稻生长情况的影响  29
    1.2 不同处理对水稻H_2O_2和MDA的影响  29-31
      1.2.1 H_2O_2含量  29
      1.2.2 膜脂过氧化情况(MDA)  29-31
    1.3 不同处理对抗氧化及解毒系统的影响  31-35
      1.3.1 抗氧化酶及解毒酶GST活性  31-34
      1.3.2 谷胱甘肽和抗坏血酸含量  34-35
    1.4 不同处理对水稻吸收与转运Cd的影响  35-36
  2. 讨论  36-40
五.结论、创新之处与研究展望  40-41
  1.结论  40
  2.创新之处  40
  3.研究展望  40-41
参考文献  41-49
攻读学位期间发表的学术论文  49-50
致谢  50

过氧化氢预处理对水稻抗氧化系统及吸收转运镉的影响

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