不同基因型水稻(oryzasatival.)耐鎘的生理響應(yīng)機(jī)制研究

1、S i c h u a n A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t yA D i s s e r t a t i o nS u b m i t t e d t oP a r t i a l F u l f i l l m e n to fR e q u i r e m e n t f o r M a s t e r D e g r e e( S o i lS c i e n c e )P h y

2、 s i o l o g i c a l r e s p o n s e s o f d i f f e r e n tr i c e ( O r y z as a t i v a L 。) g e n o t y p i c su n d e r c a d m i u m s t r e s sX u Q i a n gD i r e c t e d b y ：P r o f ．C h a n g q u a n W a n gA

3、s s o c i a t e P r o f iJ i a nZ e n g Z h o n g - - W e iZ h a n gM a y 2 0 1 4摘要農(nóng)田鎘( C d ) 污染嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，并通過生物富集作用危害人類健康。水稻作為主要的糧食作物之一，全球有超過一半的人口以其為主食，但其本身具有C d 富集特性，且不同基因型間富集C d 的能力存在差異。深入研究不同基因型水稻對C d 脅迫的響應(yīng)，對于選育耐C

4、d 且可食性部位低積累C d 的水稻品種，保證農(nóng)產(chǎn)品安全具有重要意義。本研究以籽粒C d 積累水平差異顯著的兩個水稻品種( 川農(nóng)優(yōu)5 2 7 ，低積累性；I I 優(yōu)8 3 8 ，高積累型) 為材料，從鎘的毒害效應(yīng)、水稻對鎘的吸收和積累、水稻對鎘脅迫的抗氧化響應(yīng)以及不同鎘形態(tài)等方面系統(tǒng)地研究了水稻鎘耐性的生理響應(yīng)機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：( 1 ) C d 脅迫對水稻生物量及C d 含量的影響研究鎘( C d ) 對兩種基因型水稻地上部干重

5、、地下部干重、根系形態(tài)以及C d 含量的影響。結(jié)果表明，C d 對兩種水稻干物質(zhì)的積累以及根系形態(tài)表現(xiàn)出抑制作用，川農(nóng)優(yōu)5 2 7 明顯輕于I I 優(yōu)8 3 8 。在2 5 9 M C d 濃度處理下，川農(nóng)優(yōu)5 2 7 干物質(zhì)積累量以及根系形態(tài)與對照相比差異并不顯著，而I I 優(yōu)8 3 8 相對于對照則顯著的下降( 尸< O ．0 5 ) ；在5 0 ～2 0 0 ¨M C d 濃度下，兩基因型水稻的干物質(zhì)積累量以及根系

6、形態(tài)相對于對照均顯著下降，I I 優(yōu)8 3 8 的降幅顯著高于J I I 農(nóng)優(yōu)5 2 7 。從兩基因型水稻根系和地上部積累C d 的量來看，根系截留了7 0 ％以上的C d ，且川農(nóng)優(yōu)5 2 7 截留C d 的能力強(qiáng)I I 優(yōu)8 3 8 。2 0 0 9 M C d 處理1 周后，川農(nóng)優(yōu)5 2 7 根系中C d 含量是其對照的1 6 倍，I I 優(yōu)8 3 8 是其對照的1 4 ．2 2 倍。綜上表明川農(nóng)優(yōu)5 2 7 對C d 的耐受性強(qiáng)

7、于I I 優(yōu)8 3 8 。( 2 ) C d 脅迫誘導(dǎo)的氧化損傷及對抗氧化系統(tǒng)的影響鎘( C d ) 脅迫造成兩基因型水稻嚴(yán)重的膜脂過氧化以及誘導(dǎo)活性氧的積累，同時引起抗氧化系統(tǒng)的響應(yīng)。但不同基因型水稻對C d 脅迫的響應(yīng)程度存在差異，Ⅱ優(yōu)8 3 8 相對于川農(nóng)優(yōu)5 2 7 膜脂過氧化程度更嚴(yán)重、活性氧積累量更高，但抗氧化劑G S H和A s A 的含量，G S H ／G S S G 和A s A ／D H A 的比值以及抗氧化酶的活性