【摘要】：鎘(Cd)是對植物最具毒害作用的環(huán)境污染物之一,它可干擾植物的許多生理生化過程,如干擾光合作用、呼吸作用、氮和蛋白質(zhì)代謝以及營養(yǎng)元素的吸收。 本研究以10種豆科植物為材料,采用溶液培養(yǎng)法對其進行了Cd耐性的對比研究。種子萌發(fā)和幼苗生長的結(jié)果表明：綠豆(Phaseolus aureus)是Cd敏感植物,箭舌豌豆(Vicia Sativa)是Cd耐性植物。 研究了10-100μM Cd (CdCl2)(?)(?)種12h對萌發(fā)的綠豆和箭舌豌豆種子內(nèi)以及100μM Cd處理幼苗3d對幼苗葉片中一些生理生化特性的影響。結(jié)果表明：≥50μM Cd處理降低了綠豆和箭舌豌豆萌發(fā)種子內(nèi)蛋白酶活性和游離氨基酸含量,但增加了其中的硫代巴比妥酸反應產(chǎn)物(TBARS,Thiobarbituric acid reactive substances)含量；100μMCd降低了二種植物的根系活力、葉片的葉綠素含量及光合作用、硝酸還原酶活性和硝態(tài)N、Ca、Mg、Fe、Zn和Mo元素的含量。這些參數(shù)的降低在綠豆幼苗中較為明顯。 研究了100μM Cd (CdCl2)處理期間綠豆和箭舌豌豆葉的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、抗壞血酸過氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)、過氧化氫酶(Catalase, CAT)、谷胱甘肽還原酶(Glutathione reductase, GR)和愈創(chuàng)木酚過氧化物酶(Guaiacol peroxidase, GPOD)活性以及還原型谷胱甘肽(Reduced glutathione, GSH)和抗壞血酸(Ascorbic acid, ASC)含量的變化。結(jié)果表明：在Cd處理9d期間,綠豆和箭舌豌豆葉的SOD、APX和CAT的活性以及綠豆葉GR活性呈先升后降的趨勢,而綠豆和箭舌豌豆葉的GPOD以及箭舌豌豆葉的GR活性呈上升趨勢。與此同時,綠豆葉的GSH和ASC含量呈下降的趨勢,箭舌豌豆葉的GSH則先稍有下降、后升到對照的水平,ASC含量的變化不明顯。與綠豆相比,CAT、APX和SOD活性在箭舌豌豆葉中較高。 采用組織化學染色法觀察了100μMCd (CdCl2)處理6d后綠豆和箭舌豌豆幼苗葉內(nèi)超氧陰離子(O2·-)和過氧化氫(H2O2)的積累。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Cd處理明顯增加了二種植物葉片中O2·-和H202的量、質(zhì)膜NADPH氧化酶活性以及共質(zhì)體和質(zhì)外體中SOD和APX的活性；二種植物葉片中,尤其是綠豆葉片質(zhì)外體的GPOD明顯升高；依賴于H2O2的CeCl3沉淀顆粒主要定位在細胞壁和胞外空間,少量的定位于葉綠體中,依賴于O2·-的二甲基聯(lián)苯胺(DAB)沉淀顆粒主要定位于葉綠體、細胞壁以及胞外空間,這表明Cd處理使二種植物葉產(chǎn)生了02·-和H2O2,且在綠豆的葉綠體和胞外空間生成的較多。 采用NADPH氧化酶的抑制劑二苯基碘(DPI)和POD的抑制劑疊氮化鈉(NaN3)的研究結(jié)果表明：在二種植物葉內(nèi),Cd誘導積累的ROS主要來源于質(zhì)膜NADPH氧化酶和質(zhì)外體過氧化物酶。和箭舌豌豆葉相比,綠豆葉中Cd誘導產(chǎn)生的O2·-和H202、質(zhì)膜NADPH氧化酶和質(zhì)外體過氧化物酶活性升高更明顯。相比之下,箭舌豌豆葉共質(zhì)體有較高的SOD和APX活性。 研究了水楊酸(Salicylic acid,SA)對Cd毒害的可能性緩解作用。結(jié)果顯示：50μM Cd (CdCl2)明顯增加了綠豆和箭舌豌豆根系中電解質(zhì)泄漏率和TBARS含量。100μMSA浸種16h或預處理幼苗16h緩解了Cd對二種植物生長的抑制作用,降低了Cd造成的氧化傷害。SA浸種比SA預處理幼苗對Cd毒害的緩解效果更好。100μM SA浸種降低了O2·-和H2O2在二種植物根細胞壁上的產(chǎn)生,這個作用在綠豆的根中更明顯。結(jié)果還表明SA的緩解效應可能與SOD和APX活性的上調(diào)有關(guān)。
【學位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：X173

【參考文獻】

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本文編號：2756923