【摘要】：人類生產(chǎn)活動致使大量的重金屬Cd被排放到自然環(huán)境中,造成了全球環(huán)境污染。作為一種環(huán)境脅迫因子,Cd對自然環(huán)境中的生物體構(gòu)成了強大的選擇壓力。在自然環(huán)境中,Cd往往和其它環(huán)境脅迫因子構(gòu)成雙重甚至多重脅迫,干旱脅迫為其中的一種。麥長管蚜是小麥上一種常見的害蟲,其屬于r對策者,對環(huán)境的適應能力比較強,故而是研究環(huán)境變化的理想材料之一。關(guān)于重金屬Cd與干旱單一脅迫對小麥及麥長管蚜影響的研究,前人多有報道,但重金屬Cd與干旱雙重脅迫對小麥及麥長管蚜的影響及兩種脅迫之間的交互作用還不清楚。因此,本研究以麥長管蚜作為研究對象,探究重金屬Cd與干旱雙重脅迫下,Cd在土壤-小麥-蚜蟲上的轉(zhuǎn)移規(guī)律、小麥干物質(zhì)積累量、麥長管蚜種群參數(shù)變化以及小麥與麥長管蚜體內(nèi)主要幾種抗氧化酶及解毒酶活性的變化,從而為多重脅迫下小麥及麥長管蚜的應對及防御機制及麥長管蚜的遺傳進化、種群動態(tài)與綜合治理等研究提供一定的理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1、干旱脅迫抑制了Cd從土壤向根部的轉(zhuǎn)移和根部Cd的累積,但促進了Cd從根部到莖部的轉(zhuǎn)移和莖部Cd的累積;而從葉片到麥長管蚜的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1且明顯大于其它的轉(zhuǎn)移系數(shù),,說明Cd在麥長管蚜體內(nèi)產(chǎn)生了顯著的富集作用。此外,在麥長管蚜體內(nèi),中度干旱脅迫增加了其體內(nèi)Cd的累積量,而重度干旱脅迫則降低了其體內(nèi)的Cd累積量。2、本研究中,在同一土壤Cd濃度下,隨著干旱脅迫程度的加大,小麥根部干物質(zhì)積累量逐漸增加,而莖部及葉部的干物質(zhì)積累量逐漸減少;重金屬Cd與干旱脅迫之間的交互作用對于小麥干物質(zhì)積累量影響不顯著,且重金屬Cd對小麥總的干物質(zhì)積累量的影響較小。3、對于麥長管蚜種群參數(shù)r_m(內(nèi)稟增長率),?(周限增長率),T(平均世代周期),Cd與干旱脅迫之間存在著顯著的交互作用,且重金屬Cd對種群參數(shù)的影響要大于干旱脅迫。重金屬Cd與干旱雙重脅迫下的種群參數(shù)變化規(guī)律與單一脅迫下的變化規(guī)律存在一定差異。在當存在重金屬Cd脅迫時,中度干旱脅迫相比于無干旱脅迫更有利于麥長管蚜種群的發(fā)展。4、小麥及麥長管蚜酶活性受Cd及干旱脅迫影響顯著,且Cd與干旱脅迫之間存在著顯著的交互作用。在小麥中,干旱脅迫對其酶活的影響大于Cd,在同一Cd處理濃度下,隨著干旱脅迫程度的加重,小麥抗氧化酶活性逐漸降低,且重度干旱脅迫下的酶活顯著低于中度干旱脅迫及無干旱脅迫。在麥長管蚜中,Cd脅迫對其酶活的影響要大于干旱脅迫。當無干旱脅迫及中度干旱脅迫時,隨著Cd濃度的增大,SOD、POD、CAT及GSTs活性呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律。當中度干旱脅迫時,100mg/Kg土壤Cd濃度處理的所有酶活性要高于重度干旱脅迫,而當重度干旱脅迫時,100mg/Kg土壤Cd濃度處理的所有酶活性顯著低于重度干旱脅迫。綜上所述,重金屬Cd、干旱脅迫以及兩者的共同脅迫都對小麥及麥長管蚜的各項生態(tài)學參數(shù)及酶活造成了不同的影響,且雙重脅迫下,各項生態(tài)學參數(shù)及酶活的變化規(guī)律與單一脅迫存在著差異,而且干旱脅迫與重金屬Cd之間的交互作用并非簡單的協(xié)同或拮抗作用,不同程度的干旱脅迫與不同濃度的重金屬Cd之間的交互作用存在著不同。
【圖文】：

小麥根、莖、葉及蚜蟲體內(nèi)的 Cd 含量變化見圖2-1。從圖可以看出，在小麥根部（圖 2-1 (a)），當土壤中的 Cd 濃度為 100mg/Kg 和200mg/Kg 時，隨著干旱程度的加深，根部的重金屬含量逐漸降低，且無干旱脅迫時，小麥根部 Cd 含量要顯著高于重度干旱脅迫（p<0.05）。在同一干旱脅迫程度下，土壤Cd 濃度為 200mg/Kg 處理的小麥根部的 Cd 含量要顯著的高于土壤 Cd 濃度為 100mg/Kg的處理（P<0.05）。圖 2-1 重金屬 Cd 與干旱雙重脅迫下小麥根莖葉及蚜蟲體內(nèi)的 Cd 含量，（a）：根；（b）：莖；（c）：葉；（d）：蚜蟲。不同小寫字母和大寫字母分別表示土壤 Cd 濃度為 100 mg/Kg 和 200mg/g 時處理的顯著差異（P<0.05）�！�*”表示同一干旱脅迫程度下不同土壤 Cd 濃度處理間的顯著差異（P<0.05）。Fig.2-1 The Cd concentrations in root, stem, leaf and aphid under un

17圖 3-1 重金屬 Cd 與干旱雙重脅迫對小麥干物質(zhì)積累量的影響，（a）：根；（b）：莖；（c）：葉，不同小寫字母表示同一重金屬 Cd 濃度下不同干旱脅迫處理的顯著性差異，不同大寫字母表示同一干旱程度下不同濃度重金屬 Cd 濃度處理的顯著性差異（Student-Newman-Keul 檢驗 P<0.05,one-wayANOVA）。Fig. 3-1 The effect on the dry matter accumulation of wheat under the dual stress of heavy metal Cdand drought stress, (a): root; (b): stem; (c): leaf, Different lowercase letters indicate significant differenceunder different degree of drought stress with the same concentration of Cd, while different capital lettersindicate significant difference under different concentration of Cd with the same degree of drought(Student-Newman-Keul test P<0.05,one-way ANOVA).在同一土壤 Cd 濃度下，，莖部和葉部的干物質(zhì)積累量，隨著干旱脅迫程度的增大，其干物質(zhì)積累量逐漸減少（3-1 (b), 3-1 (c)），其中葉部干物質(zhì)積累量在不同干旱脅迫下有著顯著的差異。且莖部和葉部的干物質(zhì)積累量在同一干旱脅迫程度下，不同土壤 Cd濃度下，其干物質(zhì)積累量沒有顯著的差異。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S512.1;S435.122.2;S423;X503.223

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