本文關鍵詞： 銫 菠菜 楊樹 逆境生理 光合作用　出處：《西南科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：研究草本及木本模式植物對Cs脅迫的響應機理,可以為Cs污染的植物修復技術提供重要的理論依據(jù)和技術支持。本試驗以菠菜、新疆楊為材料,分別用不同濃度的Cs Cl處理植物幼苗。其中菠菜采用石英砂培和Hoagland營養(yǎng)液進行培養(yǎng)處理,處理濃度分別為0、84、168、926、1683、3367 mg/kg;新疆楊采用土培方式培養(yǎng),處理濃度分別為0、20、50、100、200、400 mg/kg。當菠菜處理3 d、6 d、9 d、12 d和15 d,新疆楊處理30 d、60 d和90 d后,分析測定Cs在兩種植物體內的積累分布以及Cs脅迫對兩種植物生長發(fā)育、逆境生理指標和光合作用的影響,結果表明:(1)隨Cs處理濃度的增加,兩種植物地上部分和地下部分Cs含量也隨之升高,且菠菜地下部分Cs含量高于地上部分,轉運系數(shù)在高濃度處理時有所下降;新疆楊體內各器官Cs含量分布為:莖部葉部根部,轉運系數(shù)維持在較高水平。(2)低濃度Cs處理促進兩種植株的生長和生物量的積累,高濃度Cs處理導致植株矮化,葉片黃枯,生物量減少,顯著抑制植物生長。且菠菜處理濃度為926 mg/kg、新疆楊濃度為100 mg/kg時對植株生長的促進作用最顯著。(3)Cs脅迫對兩種植物抗逆生理影響的結果分析顯示,隨處理濃度的增加,菠菜CAT、POD、SOD酶活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢,而新疆楊在400mg/kg處理下三種酶活性仍保持在較高水平;由于Cs脅迫對膜有嚴重的傷害作用,膜脂過氧化引起植物的葉片受損,導致兩種植物體內MDA含量增加;Pro含量隨處理濃度的升高而逐漸升高,且與處理時間成正比;當Cs濃度達到50-400 mg/kg,Cs脅迫對新疆楊葉片已經造成了鹽害,導致新疆楊葉片水勢降低,使植物呈現(xiàn)缺水狀態(tài)。(4)Cs脅迫對植物光合作用影響結果顯示,Cs對植物葉綠素含量的影響主要為低濃度促進高濃度抑制;當菠菜處理濃度大于1683 mg/kg,新疆楊處理濃度大于200 mg/kg時,兩種植物葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)以及蒸騰速率(Tr)呈明顯下降趨勢;葉片葉綠素熒光參數(shù)分析表明,高濃度處理下,兩種植物光系統(tǒng)II(PSII)反應中心遭到破壞。(5)高濃度Cs處理顯著抑制PSII放氧側的電子傳遞活性,同時類囊體膜室溫吸收光譜和77K低溫熒光光譜分析表明,高濃度Cs會破壞兩種植物類囊體膜的結構,導致葉綠素的結合狀態(tài)受損,從而使類囊體膜光能的吸收、傳遞和分配受到抑制,并且導致類囊體膜上PSII和PSI的色素蛋白發(fā)生不同程度的降解。
[Abstract]:The research on the response mechanism of herbaceous and woody model plants to Cs stress can provide important theoretical basis and technical support for the phytoremediation technique of Cs pollution. The plant seedlings were treated with different concentrations of Cs Cl. Spinach was cultured in quartz sand culture and Hoagland nutrient solution at the concentration of 0 ~ 844 ~ 168N ~ (926) ~ 1683N ~ (3 667) mg / kg, while Chinese poplar was cultured by soil culture. The treatment concentration was 0 ~ (20) ~ (50) C ~ (50) ~ (100) ~ (200) mg / kg 路kg ~ (-1). After treatment of spinach for 3 days, 6 days for 9 days, 9 days for 12 days and 90 days for 30 days, the accumulation and distribution of Cs in the two plants and the growth and development of the two plants under Cs stress were analyzed. The results showed that the contents of Cs in the aboveground and underground parts of the two plants increased with the increase of Cs concentration, and the content of Cs in the underground part of spinach was higher than that in the aboveground part. The content of Cs in the organs of Populus tomentosa was distributed as follows: the roots of stem and leaves, and the transport coefficient maintained at a high level. The low concentration of Cs promoted the growth and biomass accumulation of the two plants. High concentration of Cs resulted in plant dwarfing, leaf yellow and withered leaves, and decreased biomass. The effects of spinach treatment (926 mg / kg) and Chinese poplar (100 mg/kg) on plant growth were significantly inhibited. The SOD activity of spinach CAT PODN increased first and then decreased, while the activity of three enzymes remained at a high level under 400 mg / kg treatment, and the membrane lipid peroxidation caused damage to the leaves of plants due to the severe damage to the membrane under Cs stress. The increase of MDA content in the two plants increased gradually with the increase of the treatment concentration, and was directly proportional to the treatment time, and when the Cs concentration reached 50-400 mg / kg Cs stress, it had already caused salt damage to the leaves of Populus Sinensis, which resulted in the decrease of water potential in the leaves of Populus chinensis. The results showed that the effects of low concentration on chlorophyll content of plants were mainly low concentration and high concentration inhibition, when the concentration of spinach was more than 1683 mg / kg, and the concentration of Populus tomentosa was more than 200 mg/kg. The net photosynthetic rate (PN), stomatal conductance (GsN), intercellular CO2 concentration (CO2) and transpiration rate (Tr) of the two plants decreased significantly, and the chlorophyll fluorescence parameters of the leaves were analyzed under high concentration. High concentration of Cs significantly inhibited the electron transport activity of the oxygen releasing side of PSII. At the same time, the room temperature absorption spectra of thylakoid membrane and the low temperature fluorescence spectra at 77K showed that the electron transport activity of the oxygen side was significantly inhibited by the treatment of high concentrations of Cs. High concentration of Cs will destroy the structure of thylakoid membrane of two plants and cause the damage of chlorophyll binding state, thus inhibit the absorption, transfer and distribution of light energy of thylakoid membrane. The degradation of pigment protein of PSII and PSI on thylakoid membrane occurred in different degree.
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X173;Q945

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本文編號：1498918