Cu2+、Cd2+脅迫下小麥幼苗的生理響應(yīng)及抗氧化機(jī)制研究.pdf

1、重金屬是一類重要的環(huán)境污染物,研究其在小麥體內(nèi)的遷移、富集、毒性、解毒及抗性機(jī)理,對(duì)于小麥的“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全”生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。本文以河南省主栽品種矮抗58為試驗(yàn)對(duì)象,通過室內(nèi)水培試驗(yàn),研究不同濃度、不同時(shí)間Cu2+、Cd2+脅迫下,比較對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的毒性效應(yīng)、Cu、Cd的吸收累積、細(xì)胞內(nèi)含量分布、化學(xué)形態(tài)分析以及對(duì)礦質(zhì)元素吸收的影響;并應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù),探索小麥幼根受脅迫生長(zhǎng)過程中,抗氧化酶活性和基因表達(dá)水平(

2、實(shí)時(shí)熒光定量PCR,real-time Q-PCR)等方面的異同點(diǎn)。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.Cu2+、Cd2+脅迫直接影響小麥的生長(zhǎng)發(fā)育。高濃度Cu2+、Cd2+抑制幼根和幼葉生長(zhǎng)生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累、根系生長(zhǎng)。相同濃度下,Cd2+對(duì)小麥的抑制作用大于Cu2+。
　　 2.外源Cu2+、Cd2+供給下,幼根、幼葉中Cu、Cd含量和積累量與濃度呈正相關(guān),其中幼根中Cu2+、Cd2+含量高于幼葉。
　　 3.小麥幼

3、根在Cu2+脅迫下,細(xì)胞壁是的主要儲(chǔ)存庫(kù),其次為細(xì)胞質(zhì);Cd2+脅迫下,細(xì)胞質(zhì)中含量最高,細(xì)胞壁次之,其它細(xì)胞器中重金屬含量較低。
　　 4.Cu2+脅迫下,幼苗中以80％乙醇提取的以Cu(NO3)2和CuCl2為主的活性較強(qiáng)的無機(jī)鹽及氨基酸鹽占優(yōu)勢(shì);Cd2+脅迫下,小麥幼苗以NaCl提取態(tài)的Cd2+的果膠酸結(jié)合態(tài)、蛋白結(jié)合態(tài)和吸附態(tài)等形式存在,有利于降低植物生長(zhǎng)代謝活性造成的毒害。
　　 5.分析外源Cu2+、Cd2+

4、對(duì)小麥幼苗中營(yíng)養(yǎng)元素K、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Zn和B吸收和相關(guān)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)除Na、Zn外,Cu2+對(duì)小麥幼苗中其它六種礦質(zhì)元素的吸收存在明顯的拮抗作用;Cd2+對(duì)K、Zn、Mg、Na、Fe、Mn、B等七種元素的吸收存在明顯的拮抗作用;Cd2+對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的抑制吸收作用大于Cu2+。
　　 6.比較Cu2+、Cd2+脅迫對(duì)小麥幼根抗氧化酶活性和基因表達(dá)的影響,發(fā)現(xiàn)除SOD外,Cu2+脅迫下抗氧化酶活性均低于Cd2+脅迫,酶活