18481.外源鈣對沉水植物重金屬脅迫的緩解效應(yīng)及機(jī)理研究

1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果。本論文中除引文外，所有實驗、數(shù)據(jù)和有關(guān)材料均是真實的。本論文中除引文和致謝的內(nèi)容外，不包含其他人或其它機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。其他同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了聲明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：i司瀉雨日期：加胗一曠沖學(xué)位論文使用授權(quán)聲明研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬南京師范大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和

2、紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容，可以采用影印、復(fù)印等手段保存、匯編本學(xué)位論文。學(xué)?？梢韵驀矣嘘P(guān)機(jī)關(guān)或機(jī)構(gòu)送交論文的電子和紙質(zhì)文檔，允許論文被查閱和借閱。(保密論文在解密后遵守此規(guī)定)保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密論文，保密期限為年。學(xué)位論文作者簽名：閼海麗日期：Ⅺ償叫_沖指導(dǎo)教師簽名：徹勃鸛日期：“fL～夕’硌■■■■●l≯I，摘要摘要本文以分布廣泛的沉水植物一黑藻(Hydrillaverticillata)

3、、伊樂藻(Elodeac口玎以densis)和菹草(Potamogetoncrispus)為研究對象，以植物非必需金屬元素鎘(Cd)和兼具營養(yǎng)和毒害雙重效應(yīng)的金屬元素銅(Cu)為脅迫因子，應(yīng)用植物生理生化和差異蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究了適宜濃度的外源鈣(Ca)對沉水植物重金屬脅迫的緩解效應(yīng)和機(jī)理。結(jié)果表明：(1)對比研究了Cd脅迫及施加適宜濃度的外源Ca后，黑藻體內(nèi)Cd含量及礦質(zhì)營養(yǎng)、光合色素、可溶性蛋白、小分子保護(hù)物質(zhì)以及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等指標(biāo)

4、的變化。結(jié)果表明：單一Cd脅迫使黑藻體內(nèi)Cd含量極顯著增加，并造成明顯的礦質(zhì)營養(yǎng)失衡，主要表現(xiàn)為顯著降低了P、K、Fe、Cu、Mn的含量，而外源Ca則削弱了黑藻對Cd的蓄積，并在一定程度上減輕了Cd脅迫所造成的礦質(zhì)元素失衡。Cd處理使黑藻體內(nèi)光合色素含量、葉綠素a／b值和可溶性蛋白含量大幅度下降并顯著降低了黑藻的總抗氧化能力(TAOC)和小分子保護(hù)物質(zhì)[谷胱甘肽(GSH)、抗壞血酸(AsA)]的含量，而外源Ca有效延緩了黑藻的失綠癥狀，

5、促進(jìn)了可溶性蛋白的合成并提高了黑藻的抗氧化能力。此外，Cd脅迫顯著促進(jìn)黑藻大量積累脯氨酸、非蛋白巰基(NPSH)和植物絡(luò)合素(PCs)，而施加外源Ca則能有效逆轉(zhuǎn)這一變化。可溶性糖則與之相反。說明外源Ca能通過抑制Cd的蓄積，延緩光合色素、可溶性蛋白和可溶性糖的降解，維持高的總抗氧化能力和抗氧化物質(zhì)含量以及礦質(zhì)營養(yǎng)平衡等途徑來增強(qiáng)黑藻對Cd脅迫的抗性。(2)分析了外源ca對Cd脅迫下伊樂藻體內(nèi)活性氧產(chǎn)生、保護(hù)酶系統(tǒng)和蛋白質(zhì)表達(dá)的影響。研

6、究結(jié)果表明：與單一Cd脅迫相比，外源Ca顯著提高了伊樂藻體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)和谷胱甘肽還原酶(GR)活性，增強(qiáng)了細(xì)胞的抗氧化能力，從而降低了超氧陰離子(02)產(chǎn)生速率和過氧化氫(H202)含量，有效地緩解了Cd脅迫造成的活性氧的積累。雙向電泳圖譜分析結(jié)果表明：Cd處理與對照相比，蛋白豐度變化在2倍以上且重復(fù)性好的差異表達(dá)蛋白點(diǎn)有61個，其中28個蛋白點(diǎn)被抑

7、制或下調(diào)，33個蛋白點(diǎn)被誘導(dǎo)或上調(diào)；CdCa處理與單Cd毒害相比，有63個蛋白點(diǎn)的表達(dá)量發(fā)生可重復(fù)的顯著變化，其中42個蛋白點(diǎn)被抑制或下調(diào)，21個蛋白點(diǎn)被誘導(dǎo)或上調(diào)。我們對這些差異蛋白點(diǎn)進(jìn)行了質(zhì)譜鑒定，其功能分為7類：光合作用、能量代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)、防御、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄和翻譯以及功能未知蛋白。其中，與光合作用和能量代謝相關(guān)的蛋白所占比例較大。這些結(jié)果表明外源Ca通過提高保護(hù)酶活性、減少活性氧積累以及調(diào)控某些特異蛋白的表達(dá)等途徑來緩解Cd脅迫對