钙对铅胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响-种子科学与工程专业本科论文.doc
《钙对铅胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响-种子科学与工程专业本科论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钙对铅胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响-种子科学与工程专业本科论文.doc(19页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 马原忠: 钙对铅胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响本科毕业论文题 目 钙对铅胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响学 院 农学院 专 业 种子科学与工程 毕业届别 2014届 姓 名 马原忠 指导教师 王 芳 职 称 讲 师 甘肃农业大学教务处制二一四年五月目 录摘 要1关键词1Abstract1Key words1前言11 材料与方法31.1 材料处理31.2 测定方法41.3 数据统计分析52 结果与分析52.1 不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗生物量的影响52.2不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗SOD活性的影响52.3不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗POD活性的影响62.4 不同浓度
2、Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗CAT活性的影响72.5 不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗蛋白质含量的影响72.6 不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗叶绿素含量的影响82.7不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗脯氨酸含量的影响92.8不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗可溶性糖含量的影响92.9不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗丙二醛含量的影响102.10 不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗细胞膜通透性的影响113讨论114结论13参考文献13致谢1617钙对铅胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响马原忠(甘肃农业大学农学院种子科学与工程专业,甘肃兰州,730070)摘要:为明晰钙对重金属铅胁迫下玉米幼苗
3、生长的缓解作用,以提高玉米对重金属毒害耐性,探讨重金属胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响,选用玉米(Zea mays)品种郑单958为材料,研究了不同浓度Ca2+(0-25mmoLL-1)对一定铅浓度(100mgL-1)胁迫下玉米幼苗的生长及生理特性的影响。结果表明:一定浓度的Ca2+能够显著提高玉米幼苗叶片保护酶 SOD、POD、CAT 活性,增加蛋白质和可溶性糖的含量,促进了叶绿素和脯氨酸的积累;生物量(叶片干鲜重、根干鲜重)增加,丙二醛含量的下降,外源 Ca2+对玉米幼苗铅胁迫的缓解具有剂量效应,以 10mmoLL-1 Ca2+ 的效果最好,增强了玉米植株对重金属铅的抗性。关键词:玉米;
4、铅胁迫;钙;生理指标Effect of Calcium on Growth and Physiological Characteristics of Maize Seedling under Lead StressMa Yuan-zhong(Gansu Agricultural University College of agriculture seed science and engineering, Gansu Lanzhou, 730070)Abstract:In order to clear calcium alleviate Pb stress on growth of under
5、Maize Seedlings, and enhance the toxicity of heavy metal tolerance of Maize. To investigate the effect of heavy metal stress on growth and physiological characteristics of Maize Seedlings. Maize varieties Zhengdan 958 as material, different concentrations of Ca2+ (0-25mmoLL-1) to lead (100mgL-1)stre
6、ss effects on growth and physiological characteristics of under Maize Seedlings. The results show that a certain concentration of Ca2+ can significantly improve the maize seedling leaf protective enzyme activity of CAT, POD, SOD. To increase the content of protein and soluble sugar and Promote chlor
7、ophyll and proline accumulation, increased Biomass (dry leaf fresh weight, root fresh and dry weight), decreased MDA content. Exogenous Ca2+ in a dose effect to relieve the stress of maize seedlings lead, 10mmoLL-1 Ca2+ is the best, enhance the resistance of maize plants on heavy metal lead.Key word
8、s:Corn; Lead stress; Calcium; Physiological index前言玉米是我国最重要的粮食作物之一,适应性强、单产量高,是重要的粮食、饲料、工业原料作物,在粮食作物中增值是最高的。甘肃省玉米种植属于西北灌溉玉米区,玉米种植主要分布于河西走廊灌溉区,属大陆性干燥气候,降水稀少,种植业完全依靠融化雪水或河流灌溉系统。在甘肃河西走廊灌溉农业区,套种玉米大面积亩产500-600kg,随着农田灌溉面积的增加,自70年代以来玉米面积逐渐扩大,每年约66.67hm2,西北灌溉玉米区玉米种植占全国玉米面积的3%左右。但一些重金属盐对玉米的生长有许多不利因素,严重影响了玉米的产
9、量,特别是铅、镉等重金属盐类。铅(Pb)并不是植物生长发育的所必需元素,当铅被动进入植物根、树皮或叶片后,积累在根、茎和叶片影响植物的生长发育,使植物受害。铅(Pb)对玉米的萌发抑制明显,苗明升等1研究了铅(Pb)对玉米种子萌发的影响,几乎所有浓度的铅(Pb)对玉米的萌发都起抑制作用。铅对植物根系的生长的影响尤为显著的,并且周鸿2通过对玉米的组织化学研究证明,玉米幼根对铅的吸收情况与植物对有益矿质元素的吸收很相似。同时铅能减少根细胞的有丝分裂速度,这也是造成植物生长缓慢的原因。在铅污染的条件下,铅在玉米体内分布的一般规律是根下叶茎上叶子粒3。铅胁迫显著抑制了玉米地上部分和地下部分的生长、降低了
10、叶片光合色素含量、并通过非气孔因素限制了光合作用、导致过剩激发能的增加;铅胁迫也显著抑制了超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性、伤害了PSII反应中心、PSII的受体侧和供体侧(放氧复合体)以及PSI光化学活性4。曹莹5研究发现,重金属铅对玉米子粒的营养品质有影响,但不同指标受影响程度不同。植物主要通过根系从土壤中吸收和积累铅,进入根部的少量铅经过了两条途径:一是非代谢性的自由空间途径;二是代谢性的共质体途径,铅在所有活细胞中的沉积,特别是凯氏带对铅的吸收的阻碍。Jarviso6运用透射电子显微技术进行研究发现,进入植物根部的铅主要分布在根细胞壁上,少部分存在于根细胞内
11、和线粒体中。而且植物上部分的铅含量远远低于根部,换句话说,植物根系向地上部分运输铅的能力极低。Liu7等研究发现印度芥菜(Brassica juncea)根部积累大量的铅只有极少部分运输到地上部。有研究表明,铅在植物根部均以分子量较小的肤类复合物及游离态占据绝大比例,推测这些形态是铅自根部向地上部分运输的主要形式。因此,植物吸收的大部分铅均积累在根部,只有少部分转移到地上部分,这可能是植物对铅的一种保护机制。同时也说明了铅对植物的毒害主要对根部细胞起作用。铅在植物体内积累不仅会影响植物生长,而且会通过食物链危机人体健康,改良土壤铅污染已日益受到重视。钙(Ca)不仅是植物生长发育所必需的一种大量
12、元素,而且是植物体内重要的信号传递物质,参与非生物胁迫信号的传递,与钙调素(CaM)一起调节植物体内许多生理生化过程,对植物的生长具有很重要的意义。很多研究表明,钙在植物抗逆境过程中具有重要作用,它可以作为耦联胞外信号与胞内生理生化反应的第二信使8-9。生理学研究发现,外施钙可以增强植物对许多非生物逆境的适应性,减轻逆境对植物所造成的伤害10。如以玉米为材料,用钙处理后可以增强玉米幼苗的耐热性11。关于外源钙在逆境胁迫下的作用机制,前人推测可能是因为钙在稳定细胞结构方面发挥了作用。钙能提高植物抗逆性,其中一个重要的作用是抗重金属的毒害。例如钙能减轻锅、锌、镍、铁、铜、铝等多种金属离子的毒害作用
13、12。Ca对玉米幼苗Pb的吸收和运输的抑制作用,通过增施钙镁磷肥,提高土壤PH值、降低重金属元素在土壤溶液中的溶解度,是减少重金属元素在植物体内含量的有效方法。Andersson和Nilsson13认为Ca可以与Cd竞争植物根系上吸收位点。也有人指出Ca2+参与了植物感受渗透胁迫合成ABA的过程14,而且,ABA的转导也依赖Ca2+。植物叶片中积累ABA,引起气孔关闭,水分散失降低,胞内钙水平的提高(即诱发植物产生钙信号)是保卫细胞应答ABA的最初反应之一。虽然近年来对钙信号的研究有了一定的进展,但是钙信号转导机制极其复杂,还有很多问题亟待解决,如钙信号是否直接参与活性氧代谢与调控等。根据Ch
14、en等15报道,水杨酸预处理能显著降低水稻根、茎和叶中Pb的含量,且对Pb胁迫造成的叶中叶绿素含量下降有明显的缓解作用。但钙对减轻铅毒害的生理机理的研究鲜有报道。为此,本试验拟用不同浓度钙对铅胁迫下玉米幼苗的生长情况、叶绿素含量、脯氨酸含量、抗氧化酶活性测定、可溶性蛋白的测定、可溶性糖含量和丙二醛(MDA)含量的测定进行研究,从而了解其对铅胁迫下玉米幼苗生长生理的影响。为从生理上探明植物体内钙减轻铅毒害机理提供依据,对玉米的抗性育种提供理论基础和技术指导。1 材料与方法1.1 材料处理1.11玉米幼苗的培养试验玉米品种为“郑单958”。挑选饱满均一的玉米种子,用0.1%的次氯酸钠消毒10 mi
15、n后,漂洗干净,在25下,以蒸馏水浸种12 h后播种到垫有两层清洗干净滤纸的直径为15 cm的培养皿中,置于25培养箱中暗发芽玉米出苗后,选取生长一致的三叶一心期的幼苗转移到塑料花盆中,每盆植苗8株,于人工气候室内常规培养,每2 d 用1/5 浓度的Hoaglands 营养液浇灌,待第4片叶长出后,选取长势良好和长势一致的玉米幼苗进行铅胁迫试验。1.12 材料处理 长至三叶一心时挑选长势一致的幼苗分组进行处理,每组重复5次,每天更换 1 次处理液。Pb 供体Pb(NO3)2溶液,Ca的供体为CaCl2溶液。试验处理有:A=Hoagland,CK; B=Hoagland+100mgL-1 Pb
16、2+ C=Hoagland+100 mgL-1 Pb 2+5 mmoLL-1Ca2+ D=Hoagland+100 mgL-1 Pb 2+ + 10mmoLL-1Ca2+ E=Hoagland+100 mgL-1 Pb 2+ + 15mmoLL-1Ca2+ F=Hoagland+100 mgL-1 Pb 2+ + 20mmoLL-1Ca2+G=Hoagland+100 mgL-1 Pb 2+ + 25 mmoLL-1Ca2+ 处理后一周取第2片叶的混合样品及根的样品分别用于指标测定。1.2 测定方法鲜重和干重的测定:处理7d后,取不同处理的植株各10株,先用自来水冲洗,再用蒸馏水冲洗3次,用滤
17、纸吸干表面水分,立即称鲜重。再将鲜样品材料置105烘箱中杀青10min,转至65烘干,称其干重。粗酶液的提取:取0.5g玉米叶片,加入5ml 0.05 mmoLL-1(PH值为7)的磷酸缓冲液在冰浴下研磨至匀浆 ,转入到5ml的离心管中,再用PBS缓冲液洗涤研钵,将洗涤液全部转入 离心管中,4下1200r/min离心20min,上清液为粗酶液,4保存备用16。POD活性的测定采用愈创木酚法17,以每min内A470值减少0.01为1个过氧化物酶活力单位(U),酶活性以U/(ming)表示。CAT和SOD活性的测定按植物生理学实验指导18,以每分钟内A240减少0.1的酶量为1个酶活性单位(U)
18、计算CAT 活性,酶活性以U/(ming FW)表示,SOD的测定用NBT法,以酶液用量(ul)为横坐标,以NBT光化还原的抑制率(%)为纵坐标绘制二者相关曲线,NBT光化还原被抑制50%的酶液量为1个酶活性单位,以U/g FW表示。脯氨酸含量的测定采用茚三酮显色法19,丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸法14,可溶性糖的测定采用蒽酮比色法19,可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法,参照邹琦主编的植物生理学实验指导20,质膜相对透性的测定采用DDS-11A电导仪法,以相对电导率表示20。玉米幼苗叶绿素含量的测定采用冯双华21的方法。1.3 数据统计分析数据采用Microsoft Off
19、ice Excel 2003软件进行绘图,用SPSS 16.0软件进行方差分析。2 结果与分析2.1 不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗生物量的影响如表1所示,100mgL-1 Pb 2+单独处理时(B),玉米幼苗叶片各生物量(叶鲜干重、根鲜干重)明显低于对照(A)。与处理B相比,添加不同浓度Ca2+后各处理的生物量均呈先上升后下降的趋势,处理C、D的各生物量较处理B分别有一定的增高趋势,分别增加了0.28g、0.46g(地上鲜重);0.08g、0.19g(地上干重);0.01g、0.14g(地下鲜重);0.08g、0.11g(地下干重),且均显著高于处理B(P0.05),其中10mmoLL-
20、1 Ca2+处理生物量达到最高。表明一定浓度的外源Ca2+可以缓解铅胁迫下造成的伤害作用。表1不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗生长的影响 处理地上鲜重 (g/株)地上干重(g/株)地下鲜重 (g/株)地下干重 (g/株)CK10.070.45a0.770.03a4.170.29a0.270.02abHoagland+100mgL-1 Pb 2+ 7.780.54b0.460.02b3.350.42c0.140.04bHoagland+100 mgL-1 Pb 2+5 mmoLL-1Ca2+8.061.28b0.540.04b3.360.02c0.220.04abHoagland+100 mg
21、L-1 Pb 2+ + 10mmoLL-1Ca2+8.240.68a0.650.02b3.490.06ac0.250.03abHoagland+100 mgL-1 Pb 2+ + 15mmoLL-1Ca2+ 7.620.33c 0.580.05b 3.400.08b 0.220.02abHoagland+100 mgL-1 Pb 2+ + 20mmoLL-1Ca2+6.302.28c0.460.15b3.210.17c0.160.04bHoagland+100 mgL-1 Pb 2+ + 25 mmoLL-1Ca2+6.170.03c0.460.03b3.160.51c0.140.03b注:不
22、同小写字母表示不同处理间0.05水平差异显著(下同)。2.2不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗SOD活性的影响如图1所示,100mgL-1 Pb 2+单独处理时(B),玉米幼苗叶片及根的SOD酶活性明显低于对照(A),较对照苗降低了57.58%(叶)、58.92%(根);与处理B相比,处理C和D分别增高了15.12%、55.43%,均显著高于B (P0.05),其中10mmoLL-1Ca2+处理的SOD酶活性达到最高。多重比较结果表明,铅胁迫下不同浓度的Ca2+处理,低浓度Ca2+使SOD活性上升,高浓度Ca2+使SOD活性下降,呈现明显的剂量效应。说明随着Ca2+处理浓度的增大,外源Ca的保
23、护作用逐渐降低或消失。图1不同浓度钙对铅胁迫下玉米幼苗SOD活性影响2.3不同浓度Ca2+对铅胁迫下玉米幼苗POD活性的影响由图2可见,100mgL-1 Pb 2+处理条件下,外源Ca可以明显提高玉米幼苗叶片及根中POD活性。100mgL-1 Pb 2+单独处理(B)和未经Pb 2+诱导处理(A)的玉米幼苗叶片POD活性相比,处理B的POD活性较对照苗(A)降低了54.32%(叶)、51.27%(根); 经外源Ca处理后,各处理的POD活性先升高后降低。与处理B相比,处理C、D、E叶片的POD活性分别升高了30.25%、36.01%、30.25% ,多重比较结果表明,低浓度外源Ca使POD活性
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 胁迫 玉米 幼苗 生长 生理 特性 影响 种子 科学 工程 专业本科 论文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。