【摘要】：隨著化肥和農(nóng)藥的大量使用及工業(yè)的快速發(fā)展,土壤中鎘的含量逐漸增加。土壤中的鎘不僅會(huì)抑制作物生長(zhǎng),而且還可以通過食物鏈進(jìn)入人體,在人體內(nèi)富集。為研究大豆在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)鎘脅迫的響應(yīng)機(jī)制,本實(shí)驗(yàn)以栽培型和野生型大豆為實(shí)驗(yàn)材料,設(shè)置0、5、10、20、40 mg·kg~(-1)五組處理,測(cè)定了栽培型和野生型大豆葉寬、分枝數(shù)等形態(tài)指標(biāo)及生物量、葉片中葉綠素含量、超氧自由基(O_2.~-)產(chǎn)生速率、過氧化氫(H_2O_2)含量;超氧化物氣化酶(SOD)、過氧化氫(H_2O_2)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、單脫氫抗壞血酸氧化酶(DHAR)、谷胱甘肽還原酶(GR)、脫氫抗壞血酸氧化酶(MDAR)活性;丙二醛(MDA)及脯氨酸(Pro)含量;同時(shí)測(cè)定了栽培型大豆葉片中抗氧化酶類(SODs、CATs、APX、GR)、谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶(GST)、金屬硫蛋白(MTs)、植物螯合肽合成酶(PCS)、二價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(DMT)、鐵調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(IRT)基因表達(dá)水平,探討了不同濃度鎘處理對(duì)兩種大豆在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)形態(tài)指標(biāo)及抗氧化系統(tǒng)活性和相關(guān)抗逆基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明:(1)四種鎘濃度處理下栽培型大豆葉片中葉綠素含量在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)了先增加后下降的趨勢(shì),而野生型大豆葉綠素a含量在后期出現(xiàn)下降,葉綠素b含量在后期仍然保持了較高的含量。40 mg·kg~(-1)處理使栽培型及野生型大豆分枝數(shù)、葉寬、豆莢數(shù)、百粒重及生物量顯著降低,而5、10 mg·kg~(-1)鎘處理使野生豆生物量出現(xiàn)了顯著增加。(2)鎘脅迫下栽培型與野生型大豆O_2.~-產(chǎn)生速率在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)呈上升趨勢(shì)。栽培型大豆在四種濃度鎘處理下SOD活性自分枝期到鼓粒后期幾乎都高于對(duì)照,而野生型大豆SOD活性在大部分生長(zhǎng)期內(nèi)與對(duì)照相比并沒有表現(xiàn)出顯著的增高。栽培型與野生型大豆在鎘處理下H_2O_2含量在生長(zhǎng)前幾期內(nèi)變化不顯著,但是在生理成熟期時(shí)達(dá)到較高水平。鎘處理下栽培與野生型大豆葉片中APX、DHAR、GR、MDAR活性在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)整體上都要高于對(duì)照。栽培與野生型大豆MDA含量都是在鼓粒盛期前后達(dá)到最高值,并且Pro含量都在分枝期出現(xiàn)增加。栽培型大豆Pro含量在生理成熟期再次出現(xiàn)增加,而野生型大豆在鼓粒盛期及鼓粒后期保持了較高水平。(3)鎘脅迫下CATs、SODs及MTs相對(duì)表達(dá)量在七個(gè)時(shí)期內(nèi)均出現(xiàn)了較大的差異性。APX相對(duì)表達(dá)量在分枝期與鼓粒后期出現(xiàn)上調(diào),而GR相對(duì)表達(dá)量在分枝期與鼓粒盛期出現(xiàn)上調(diào)。鎘脅迫誘導(dǎo)了大豆體內(nèi)PCS在生長(zhǎng)前期的大量表達(dá),而GST在鎘處理中期出現(xiàn)較高的表達(dá)水平。IRT、DMT在植物體內(nèi)可以轉(zhuǎn)運(yùn)鎘。鎘脅迫下DMT相對(duì)表達(dá)量在盛花期及結(jié)莢初期保持了較高水平,并在鼓粒盛期與對(duì)照相比出現(xiàn)顯著增加;IRT相對(duì)表達(dá)量在前中期保持了較高水平。綜上所述,鎘脅迫使栽培型大豆葉綠素含量在后期出現(xiàn)下降,并且40mg·kg~(-1)處理顯著降低了栽培型與野生型大豆葉綠素含量、分枝數(shù)、葉寬等形態(tài)指標(biāo)以及生物量,5、10 mg·kg~(-1)鎘處理對(duì)野生豆生物量有促進(jìn)作用。四種濃度鎘脅迫均促進(jìn)了栽培型與野生型大豆葉片內(nèi)O_2.~-產(chǎn)生速率的持續(xù)上升以及AsA-GSH循環(huán)相關(guān)酶類活性的增加。鎘脅迫下抗氧化酶類基因家族及參與植物螯合機(jī)制的相關(guān)基因在不同時(shí)期發(fā)揮主要作用。IRT與DMT在大豆生長(zhǎng)的不同時(shí)期發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的作用。
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X53;S565.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2634248