【摘要】：隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,環(huán)境污染越來越嚴(yán)重,在眾多環(huán)境污染物中多環(huán)芳烴(PAHs)和重金屬是其中的典型代表,它們經(jīng)常會同時或者先后進入環(huán)境介質(zhì)而形成復(fù)合污染,對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此對復(fù)合污染的研究已成為生態(tài)學(xué)發(fā)展的重要方向之一,復(fù)合污染的中無機污染和有機污染的復(fù)合是主要的復(fù)合類型,重金屬及多環(huán)芳烴為無機污染和有機污染的代表污染物質(zhì),因此開展重金屬和多環(huán)芳烴復(fù)合污染研究對于環(huán)境生態(tài)安全具有重要意義。一氧化氮(Nitric oxide,NO)是植物體內(nèi)普遍存在的一種兼具水溶性和脂溶性、能夠自由穿梭于細胞膜之間的氣態(tài)活性物質(zhì)。作為植物中的一種第二信使,NO介導(dǎo)了植物諸多生長發(fā)育和生理代謝過程,如種子萌發(fā)、根和花粉管的生長、氣孔關(guān)閉、開花、細胞鐵穩(wěn)態(tài)的維持和程序性細胞死亡等。NO還可通過S-亞硝基化過程參與調(diào)控幾乎所有信號通路,并與活性氧(ROS)相互依賴、相互影響,共同參與植物對高溫、低溫、水分、UV-B輻射、重金屬和鹽漬等多種非生物逆境脅迫應(yīng)答的防御調(diào)控過程。在調(diào)節(jié)植物環(huán)境脅迫抗性方面,外源NO對逆境脅迫有積極的緩解效應(yīng),研究外源NO對重金屬和PAHs聯(lián)合作用下植物氧化損傷的緩解效應(yīng),對提高植物抗逆性有積極意義。本論文以不同濃度Pb(0、50、150、250、400μmol·L~(-1))和B[a]P(0、5、15、25、40μmol·L~(-1))的CK、K1、K2、K3、K4組聯(lián)合作用下,研究黑麥草(Lolium)種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、胚芽長、胚根長以及黑麥草幼苗的凈光合速率(P_n)、胞間CO_2濃度(C_i)、氣孔導(dǎo)度(G_s)和蒸騰速率(T_r)的變化,確認(rèn)對黑麥草生長發(fā)育產(chǎn)生最適抑制效果的濃度,為接下來探討外源NO對Pb和B[a]P聯(lián)合作用下黑麥草生理特性的影響奠定研究基礎(chǔ)。選取400μmol·L~-11 Pb和40μmol·L~-11 B[a]P作為最適抑制效果的濃度,以黑麥草為材料,硝普鈉(Sodium Nitroprusside,SNP)為外源NO供體,研究不同濃度(50、150、250、400μmol·L~(-1))SNP的T1、T2、T3、T4、T5組處理Pb和B[a]P聯(lián)合作用下黑麥草的生理指標(biāo)和抗氧化酶的影響,測定葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、總?cè)~綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、游離脯氨酸(Fpro)、還原性谷胱甘肽(GSH)、抗氧化酶如過氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等內(nèi)容,以此探討外源NO在Pb和B[a]P聯(lián)合作用下黑麥草生長過程中的生理調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明:(1)Pb和B[a]P聯(lián)合作用下,黑麥草種子萌發(fā)過程均表現(xiàn)為抑制效果,其中各指標(biāo)的抑制率均在低濃度K1組別表現(xiàn)為最小,在高濃度K4組別表現(xiàn)為最大。黑麥草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)的抑制率分別為24.82%~34.75%、32%~45.82%、23.91%~50.45%;胚芽長度的抑制率為26.18%~46.96%;胚根長度的抑制率為58.49%~80.88%。Pb和B[a]P聯(lián)合作用下,黑麥草幼苗的光合作用表現(xiàn)亦為抑制效果,其中P_n、G_s、C_i、T_r的抑制率在低濃度K1組別表現(xiàn)為最小,在高濃度K4組別表現(xiàn)為最大。P_n、G_s、C_i、T_r的抑制率為5.74%~23.96%、45.88%~60.57%、-33.71%~-47.25%、24.52%~456.88%。因此,Pb和B[a]P的聯(lián)合作用對黑麥草種子萌發(fā)和生長階段表現(xiàn)為抑制效果,隨著Pb和B[a]P濃度的升高,抑制效果增強,其中K4組濃度表現(xiàn)為最大抑制作用濃度,因此選取K4組別為抑制程度最大即抑制效果最適的組別。(2)添加外源NO供體SNP,在Pb和B[a]P聯(lián)合作用下,T4組別250μmol·L~(-1)SNP為最適緩解濃度。T4組別的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、總?cè)~綠素與抑T1相比分別增長了20.28%、51.81%、14.93%、48.70%,同時又分別低于CK組3.55%、8.91%、12.54%、3.81%;可溶性蛋白與可溶性糖與T1相比增長了41.89%、64.40%,與CK相比降低4.03%、8.67%;游離脯氨酸與T1相比增長213.33%,與CK組相比降低了13.50%;SOD、POD、CAT活性與T1相比分別提高19.86%、46.17%、86.11%,與CK組相比提高了29.66%、35.76%、167.29%;還原性谷胱甘肽與T1組別相比提高了64.44%,與CK組相比提高了214.89%。實驗結(jié)果表明,外源NO在Pb和B[a]P的聯(lián)合作用下對黑麥草生理指標(biāo)皆為緩解作用,并隨著SNP濃度的增加,緩解程度逐漸增加,在T4組別250μmol·L~(-1)SNP時達到最大緩解效果,而后繼續(xù)增加SNP濃度,則緩解程度降低。(3)在黑麥草生理指標(biāo)與外源NO濃度的線性回歸分析中,相關(guān)性最大的四項為CAT、SOD、POD和游離脯氨酸,其決定系數(shù)分別為0.9991、0.9958、0.9872和0.9872,CAT與外源NO的相關(guān)性最高,說明抗氧化酶與外源NO的相關(guān)性最為密切;相關(guān)性最低的三項為葉綠素b、總?cè)~綠素和還原性谷胱甘肽,其決定系數(shù)分別為0.8855、0.9182、0.9607,葉綠素b與外源NO相關(guān)性最低決定系數(shù)最小為0.8855。
【圖文】：

理后14 d取倒數(shù)第2片全展功能葉測定黑麥草幼苗光合特性，，植物生長狀況如圖3-1、圖3-2所示，最終結(jié)果取3次重復(fù)測定的平均值。表3-3 供試土壤的理化性質(zhì)土壤類型重金屬全量(mg·kg-1) B[a]P(μg·kg-1)pH水解氮(mg·kg-1)有效磷(mg·kg-1)速效鉀(mg·kg-1)Pb Cd Cu Mn Zn黑土10.22 0.267 100.35 322.78 24.56 10.1 6.7 50.12 3.28 50.82

圖 3-2 Pb 和 B[a]P 聯(lián)合作用下黑麥草生長狀況的對比圖3.3 測定方法3.3.1 發(fā)芽指標(biāo)的測定發(fā)芽勢(%)＝（7 d 發(fā)芽種子數(shù)/供試試驗種子數(shù)）×100%發(fā)芽率(%)＝（14 d 發(fā)芽的種子數(shù)/供試試驗種子數(shù)）×100%發(fā)芽指數(shù)= (Gt/Dt)，Gt 在 t 時間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt 相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)[58]胚根伸長抑制率=（對照組胚根的伸長－實驗組胚根的伸長）/對照組胚根的伸長×100%胚芽伸長抑制率=（對照組胚芽的伸長－實驗組胚芽的伸長）/對照組胚芽的伸長×100%
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S688.4;X503.233

【參考文獻】

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本文編號：2636549