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玉米幼苗对五种化学杀虫剂胁迫的生理响应

作　者: 张悦
导　师: 曲爱军
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 杀虫剂 玉米幼苗 生态安全性 有机物 活性氧 抗氧化酶 AsA-GSH循环 电镜 超微结构
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


目前，化学防治法在植物的病虫害防治中起着重要的作用。农药的大量使用，会影响植物的代谢。越来越多的研究表明，杀虫剂作为植物的胁迫因子会干扰细胞的正常功能，进而影响植物的生长发育。本实验选取生产中常用的五种杀虫剂：5%阿维菌素，3%甲氨基阿维菌素微乳剂，10%吡虫啉可湿性粉剂，25g/L溴氰菊酯乳油，40%氧乐果乳油。测试玉米幼苗在其胁迫下的生理生化指标的变化，以期为合理使用农药提供一定的理论指导，为合理评价农药生态安全性提供更科学的依据。本试验选用生产上常用浓度，用丙酮分别将五种杀虫剂稀释500倍、1000倍和1500倍，待玉米幼苗长至三叶一心时，通过微量进样器，均匀涂沫30μl药液到其第三个叶片上，药后24h分别测定五种杀虫剂胁迫下玉米幼苗的叶绿素含量、可溶性糖含量和游离氨基酸总量、可溶性蛋白含量、活性氧清除系统超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性，以及抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量和过氧化氢（H2O2）含量等指标的变化情况。此外，我们还测定了玉米幼苗在氧乐果和溴氢菊酯胁迫下超微结构的变化。结果显示：1、施药24h后，在五种杀虫剂胁迫下，会造成玉米幼苗体内脯氨酸含量的大幅上升，游离氨基酸和可溶性蛋白含量的下降，吡虫啉胁迫下，玉米幼苗体内叶绿素和可溶性糖含量会上升。2、阿维菌素、甲维盐、溴氰菊酯和氧乐果处理的玉米幼苗体内H2O2含量、O2-含量和丙二醛含量均大幅上升，与对照存在极显著差异，吡虫啉处理后玉米幼苗体内H2O2含量和O2-含量上升，但丙二醛含量下降。3、施药24h后，五种杀虫剂胁迫下，玉米幼苗体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均上升；阿维菌素和氧乐果胁迫下，玉米幼苗抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性会降低；除氧乐果会使谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性上升外，其他四种杀虫剂处理后GPX活性下降。4、阿维菌素和溴氰菊酯1500倍液胁迫下玉米幼苗体内抗坏血酸（AsA）含量上升，五种杀虫剂胁迫下玉米幼苗谷胱甘肽（GSH）含量均下降；杀虫剂胁迫下，玉米单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）和双脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性变化趋势基本一致，都是阿维菌素和甲维盐处理后活性下降，吡虫啉、溴氰菊酯和氧乐果胁迫下活性上升。抗坏血酸氧化酶（AO）活性的变化不具有规律性。五种杀虫剂胁迫下都会造成玉米幼苗体内谷胱甘肽还原酶（GR）活性的上升。5、电子显微镜研究表明，应用溴氢菊酯会引起玉米幼苗表皮细胞的质壁分离，线粒体嵴的退化，淀粉体排列薄层的松散。有机磷杀虫剂氧乐果处理后则造成玉米叶片的表皮细胞，内细胞和气孔保卫细胞的细胞壁破裂，线粒体膜和叶绿体囊膜的降解;叶绿体的异常变化会对植物造成直接的伤害。此外，高浓度的氧乐果处理还可观察到过氧化物酶体和淀粉粒的积累。据此推测，在此三种浓度的不同杀虫剂的处理下，阿维菌素、甲维盐、溴氰菊酯和氧乐果，均会对玉米幼苗产生伤害，而吡虫啉对玉米幼苗具有生态安全性。

全文目录


中文摘要  8-10
Abstract  10-12
1 前言  12-22
  1.1 农药使用与环境污染  13-16
    1.1.1 农药使用对水体环境的污染  13-14
    1.1.2 农药对大气的污染  14
    1.1.3 农药对土壤的污染  14-15
    1.1.4 农药的生物富集作用  15
    1.1.5 农药对人体生命健康的影响  15-16
  1.2 农药使用与作物生长之间的关系  16-20
    1.2.1 农药的使用促进作物的生长  16
    1.2.2 农药的使用抑制作物的生长  16-17
    1.2.3 农药的使用对作物主要营养物质的影响  17
    1.2.4 农药使用对植物体内有机物含量的影响  17-18
    1.2.5 农药使用对植株体内保护酶系的影响  18-19
    1.2.6 农药使用对植物次生代谢的影响  19-20
    1.2.7 农药的使用对植物 DNA 的毒害作用的研究  20
  1.3 农药使用与害虫再猖獗的关系  20-22
2 材料与方法  22-31
  2.1 供试农药  22
  2.2 供试植物材料  22-23
    2.2.1 玉米幼苗培育  22
    2.2.2 玉米幼苗处理  22-23
  2.3 测试项目与方法  23-30
    2.3.1 叶绿素及有机物含量的测定  23-25
      2.3.1.1 叶绿素含量的测定  23
      2.3.1.2 可溶性糖含量的测定  23
      2.3.1.3 游离氨基酸含量的测定  23-24
      2.3.1.4 可溶性蛋白含量  24
      2.3.1.5 脯氨酸的测定  24-25
    2.3.2 活性氧及丙二醛含量的测定  25-26
      2.3.2.1 H_2O_2含量的测定  25
      2.3.2.2 O2.-产生速率的测定  25
      2.3.2.3 丙二醛(MDA)含量测定  25-26
    2.3.3 活性氧清除酶活性的测定  26-27
      2.3.3.1 超氧化物歧化酶(SOD)活性测定  26
      2.3.3.2 过氧化氢酶(CAT)活性的测定  26
      2.3.3.3 抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的测定  26-27
      2.3.3.4 谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性测定  27
      2.3.3.5 过氧化物酶(POD)活性测定  27
    2.3.4 AsA-GSH 途径中相关组分的测定  27-29
      2.3.4.1 抗坏血酸 ASA 含量测定  27-28
      2.3.4.2 谷胱甘肽 GSH 含量测定  28
      2.3.4.3 单脱氢抗坏血酸还原酶 MDHAR 活性测定  28
      2.3.4.4 双脱氢抗坏血酸还原酶 DHAR 活性测定  28-29
      2.3.4.5 抗坏血酸氧化酶 AO 活性测定  29
      2.3.4.6 谷胱甘肽还原酶(glutathionereduetase，GR)活性测定  29
    2.3.5 玉米幼苗超微结构的测定  29-30
  2.4 数据统计分析  30-31
3 结果与分析  31-48
  3.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗叶绿素及有机物含量的影响  31-36
    3.1.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗叶绿素含量的影响  31-34
    3.1.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗可溶性糖含量的影响  34
    3.1.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗游离氨基酸含量的影响  34-35
    3.1.4 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗可溶性蛋白含量的影响  35-36
    3.1.5 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗脯氨酸含量的影响  36
  3.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗活性氧及丙二醛含量的影响  36-38
    3.2.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 H_2O_2含量的影响  36-37
    3.2.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 O_2~-含量的影响  37-38
    3.2.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗丙二醛含量的影响  38
  3.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗活性氧清除酶活性的影响  38-42
    3.3.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 SOD 活性的影响  38-39
    3.3.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 CAT 活性的影响  39-40
    3.3.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 APX 活性的影响  40
    3.3.4 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 GPX 活性的影响  40-41
    3.3.5 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 POD 活性的影响  41-42
  3.4 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 AsA-GSH 途径中相关组分的影响  42-46
    3.4.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 AsA 含量的影响  42
    3.4.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 GSH 含量的影响  42-43
    3.4.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 MDHAR 活性的影响  43-44
    3.4.4 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 DHAR 活性的影响  44
    3.4.5 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 AO 活性的影响  44-45
    3.4.6 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 GR 活性的影响  45-46
  3.5 氧乐果和溴氰菊酯胁迫对玉米幼苗超微结构的影响  46-48
4 讨论  48-61
  4.1 五种杀虫剂胁迫下玉米幼苗叶绿素及有机物含量的变化  48-51
    4.1.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗叶绿素含量的影响  48-49
    4.1.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗可溶性糖含量的影响  49
    4.1.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗游离氨基酸含量的影响  49-50
    4.1.4 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗可溶性蛋白含量的影响  50-51
    4.1.5 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗脯氨酸含量的影响  51
  4.2 五种杀虫剂胁迫下玉米幼苗活性氧及丙二醛含量的变化  51-52
    4.2.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 H_2O_2和 O_2~-含量的影响  51-52
    4.2.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 MDA 含量的影响  52
  4.3 五种杀虫剂胁迫下玉米幼苗活性氧清除酶活性的变化  52-56
    4.3.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 SOD 活性的影响  53
    4.3.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 CAT 活性的影响  53-54
    4.3.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 APX 活性的影响  54-55
    4.3.4 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 GPX 活性的影响  55
    4.3.5 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 POD 活性的影响  55-56
  4.4 五种杀虫剂胁迫下玉米幼苗 AsA-GSH 途径中相关组分的变化  56-59
    4.4.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 AsA 和 GSH 含量的影响  56-58
      4.4.1.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 AsA 含量的影响  57
      4.4.1.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 GSH 含量的影响  57-58
    4.4.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 MDHAR、DHAR 和 AO 活性的影响  58-59
      4.4.2.1 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 MDHAR 活性的影响  58
      4.4.2.2 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 DHAR 活性的影响  58-59
      4.4.2.3 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 AO 活性的影响  59
      4.4.2.4 五种杀虫剂胁迫对玉米幼苗 GR 活性的影响  59
  4.5 氧乐果和溴氰菊酯下玉米幼苗超微结构的变化  59-61
5 全文结论  61-63
  5.1 玉米幼苗体内叶绿素和有机物含量的变化  61
  5.2 玉米幼苗体内活性氧及丙二醛含量的变化  61
  5.3 玉米幼苗体内活性氧清除酶活性的变化  61
  5.4 玉米幼苗体内 AsA-GSH 途径中相关组分的变化  61-62
  5.5 氧乐果和溴氰菊酯胁迫下玉米幼苗超微结构的变化  62-63
参考文献  63-73
致谢  73-74
硕士期间发表的论文  74

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 玉米（玉蜀黍）
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