Pb和Cd廣泛存在于土壤中,嚴重危害人體健康。近年來,由于工業(yè)廢水廢氣及汽車尾氣排放,部分土壤已經(jīng)受到嚴重的Pb、Cd污染,特別是鉛鋅礦區(qū)和涉鉛工業(yè)區(qū)。土壤和大氣中的Pb、Cd可以被小麥吸收,再通過食物鏈富集到人體內(nèi),對人體健康造成潛在威脅。Se是植物有益的營養(yǎng)元素,有拮抗小麥吸收重金屬及解毒的作用。有關Pb、Cd污染和Se的研究有廣泛報道,但不同基因型小麥對Se吸收及Se解重金屬毒害的作用機制尚不清楚。本研究采用水培方法篩選出小麥Se、Pb和Cd抗性及敏感性品種,進一步通過土壤盆栽方法,比較系統(tǒng)地研究外源Se、Pb和Cd對不同小麥品種生長發(fā)育和產(chǎn)量性狀,Se、Pb和Cd吸收轉移及小麥抗氧化系統(tǒng)的影響,探討了外源Se對Pb、Cd脅迫條件下,小麥吸收、積累和抗氧化系統(tǒng)變化的基因型差異及其初步機制。研究結果對于明確小麥對重金屬脅迫反應及Se解重金屬毒害的基因型差異機理,及開發(fā)新型小麥農(nóng)田重金屬污染防控技術具有重要意義。主要研究結果如下:1.在水培條件下,研究了Se、Pb和Cd處理對14個小麥品種(P01-P014)生長發(fā)育、酶系統(tǒng)以及Se、Pb和Cd含量的影響。研究結果表明,Se(0.5mg/L Na_2SeO_3)處理對小麥生長發(fā)育影響較小,但Pb(300mg/L)和Cd(0.5mg/L)處理下明顯抑制小麥生長發(fā)育。14個供試小麥品種地上部Se、Pb和Cd的含量均小于地下部(P0.05),表明小麥吸收的Se、Pb和Cd大部分積累在地下部。以地上、地下部及全株干重與對照的比值為依據(jù),綜合篩選出對Se、Pb和Cd敏感的品種P01、P13,抗性品種P06、P09。2.對水培篩選出的抗性品種(P06、P09)和敏感性品種(P01、P13),采用土壤盆栽試驗,進一步研究了Se、Pb和Cd處理對不同生育期(拔節(jié)期、灌漿期和成熟期)生物量和抗氧化系統(tǒng)的影響。研究結果表明,Se促進小麥生長發(fā)育,降低Pb、Cd毒性,但隨著生育期的推移,Se的促進作用及解毒作用逐漸下降;綜合不同生育期抗性差異,Se的促進表現(xiàn)為P09P06P13P01。基因型P06、P09對Pb、Cd的抗性優(yōu)于P01、P13,其中P06對Pb的抗性優(yōu)于P09,P09對Cd的抗性優(yōu)于P06。Se、Pb和Cd處理小麥相對生物量與對應SOD、POD、CAT和GSHPx活性、蛋白質(zhì)和GSH含量呈正相關,Pb、Cd處理相對生物量與MDA含量呈極顯著負相關。這些結果表明,抗氧化系統(tǒng)指標變化能較好的反應不同小麥品種的生長發(fā)育狀況及對Se、Pb和Cd的耐受性差異。3.測定4個典型小麥品種不同生育時期的Se、Pb和Cd含量、N、P和K含量以及小麥籽粒品質(zhì)。研究結果表明,三個生育期均以P06品種Se含量較高,Cd含量較低,Se、Pb和Cd的積累量最高,這與P06品種生物量較大有一定關系,也表明其對Se、Pb和Cd較高的積累能力和抗性。典型小麥品種籽粒含量種間差異顯著(P0.05)。Pb、Cd處理促進了不同小麥品種對N、P的吸收,抑制了K的吸收,Se處理促進了小麥對N、P和K的吸收;不同生育期莖葉N、P和K含量與Se、Pb和Cd含量之間存在著相當好的協(xié)同性,Se含量與N、P和K含量呈正相關,Pb、Cd含量與N、P含量呈顯著正相關,與K含量呈顯著負相關,進一步驗證了Se促進小麥吸收N、P和K,以及Pb、Cd處理促進N、P的吸收,抑制K的吸收。4.測定了噴施外源Se條件下,典型小麥品種灌漿期MDA含量和GSH-Px活性及產(chǎn)量品質(zhì),結果表明,小麥噴施外源Se顯著提高Pb、Cd脅迫下GSH-Px活性,顯著降低MDA含量,緩解了Pb、Cd對小麥的毒害,促進了小麥生長發(fā)育,提高了小麥生物量、籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)。5.研究了噴施外源Se后,典型小麥品種不同生育期、不同部位Pb、Cd含量,結果表明,葉面噴施Se促進小麥對Se的吸收,小麥含Se量提高0.84-1.31mg/kg,較空白提高了3.5-9.0倍。噴施Se顯著抑制Pb、Cd的吸收,有效降低小麥莖葉以及籽粒Pb、Cd的含量。4個品種Cd含量平均降幅為18%,Pb含量平均降幅為18%,其中均以P06品種降幅最大。6.研究了典型基因型小麥品種生長發(fā)育及產(chǎn)量性狀對Se、Pb和Cd的響應。結果表明,Se、Pb和Cd處理下,P06品種不同生育期莖葉Se含量整體較高,Cd含量較低,Se、Pb和Cd的積累量均較其它品種高。噴施外源Se后,4個典型小麥品種產(chǎn)量、千粒重均以P06最高,較噴施清水增幅最大;且不同生育期、不同部位Pb、Cd降幅整體較高,如面粉降幅分別為28%、49%。結果表明,在Pb、Cd污染土壤中種植P06品種輔以噴施外源Se措施可以有效降低籽粒Pb、Cd富集,提高小麥產(chǎn)量及品質(zhì)。
【學位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S512.1
【部分圖文】：

18圖 3-1Se、Pb 和 Cd 處理 14d 小麥幼苗地上部和地下部干重以及小麥株高Fig. 3-1 The shoot、root dry weight and plant height of wheat seedlings treated with Se，Pb and Cd for 14d小寫字母表示處理間差異顯著(P＜0.05)。fferent small letters mean significant difference 0.05 level.P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P08 P09 P10 P11 P12 P13 P14

25圖 3-3Se、Pb 和 Cd 處理 14d 小麥幼苗莖葉中 SOD 活性和 MDA 含量Fig. 3-3 Effects of Se，Pb and Cd on SOD activity and MDAcontent in stems and leaves for 14d小寫字母表示處理間差異顯著(P＜0.05)。ifferent small letters mean significant difference 0.05 level.

33 4-1 Se、Pb 和 Cd 處理對不同小麥品種拔節(jié)期抗氧化酶活性的影響ivities of antioxidant enzymes in different wheat varieties at jointing stage trwith Se，Pb and Cd母表示處理間差異顯著(P＜0.05)。small letters mean significant difference 0.05 level.P01 P06 P09 P13
【參考文獻】

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本文編號：2865986