镉硫交互对小白菜镉吸收转运及谷胱甘肽代谢关键酶活性的影响

发布时间：2018-04-01 23:08

本文选题：小白菜　切入点：镉　出处：《西北农林科技大学》2015年硕士论文

【摘要】：随着工农业生产的快速发展以及“工业三废”的不合理排放,我国重金属镉(Cd)污染面积不断扩大。土壤中的Cd能够被植物吸收,并经过一定的作物生产进入食物链,威胁动物和人类的健康。近几年的研究表明,硫参与植物对Cd胁迫的应答。揭示硫调控的植物重金属Cd胁迫响应机制具有重要的理论及实际意义。本研究水培试验以小白菜品种“矮抗青”(耐Cd型)和“七宝青”(Cd敏感型)为材料,探讨镉硫交互处理对小白菜生长特性、Cd吸收转运、谷胱甘肽(GSH)代谢关键酶及其相关中间代谢物的影响;盆栽试验以“七宝青”为材料,探究外施硫(50 mg·kg-1)对不同Cd处理水平(0、5、25、50、100 mg·kg-1)下小白菜生长、Cd吸收转运、光合特性及渗透调节物质含量的影响。本研究旨在揭示硫参与的植物对重金属Cd毒害的耐性机制,为硫素在土壤Cd污染治理方面的合理使用及蔬菜的无害化生产提供理论依据。获得如下主要结果:1.水培试验中,100μmol·L-1 Cd胁迫下,两种小白菜地上部和根部Cd含量较对照显著增加,外施硫能够促进植株根部Cd累积,而降低地上部Cd含量。与单一Cd胁迫相比,外施硫Cd胁迫下矮抗青叶片、根部及七宝青根部ATPS活性分别显著增加了10.34%,27.82%和28.23%。外施硫Cd胁迫下七宝青叶片OASTL活性显著降低了23.81%,而矮抗青根部OASTL活性显著增加了50.33%。外施硫Cd胁迫下矮抗青和七宝青叶片γ-ECS活性分别显著降低了20.84%和18.35%,而矮抗青和七宝青根部γ-ECS活性分别显著增加了55.92%和25.31%。与单一Cd胁迫相比,外施硫Cd胁迫下两种小白菜体内GST活性、PCs和GSH含量均显著增加(矮抗青根部GSH含量、七宝青根部PCs含量除外)。表明外施硫可促进Cd胁迫下小白菜体内硫同化及GSH、PCs的生物合成,从而维持小白菜体内较高的抗氧化能力和重金属螯合解毒能力,同时硫对Cd从根部向地上部的转运具有拮抗作用。2.100μmol·L-1 Cd胁迫明显抑制了小白菜的生长,其地上部和根部鲜重、干重、株高及根长均显著下降,同时,两种小白菜体内O2·-和MDA含量也明显增加。与单一Cd胁迫相比,外施硫能够显著提高Cd胁迫下两种小白菜体内抗坏血酸氧化酶(AAO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性以及GSH和抗坏血酸(As A)的含量,维持小白菜体内较高的GSH/GSSG和As A/DHA比值。说明外施硫能够增强As A-GSH循环,提高Cd胁迫下该循环关键酶活性及GSH、As A的含量,保证小白菜体内As A-GSH循环高效运转,从而缓解Cd毒害对小白菜的生长抑制和氧化伤害。3.盆栽试验中,与单一Cd处理相比,5、25 mg·kg-1 Cd处理水平下,外施硫显著促进了小白菜的生长和光合作用,其株高分别增加了11.14%和21.16%,地上部干重分别增加了22.55%和19.90%,根部干重分别增加了27.83%和20.29%,叶绿素含量分别增加了11.81%和15.13%,净光合速率(Pn)分别增加了13.15%和15.22%。外施硫降低了小白菜Cd的转运系数(TF)和地上部生物富集系数(BCF),提高了根部BCF,25mg·kg-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜地上部Cd含量显著降低了24.82%,根部Cd含量显著增加了23.94%,TF值最小。25 mg·kg-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸及抗坏血酸含量分别增加了20.82%、23.34%、26.79%和25.72%。研究表明,在25 mg·kg-1 Cd处理水平下,外施50 mg·kg-1硫显著减少了Cd从根部向地上部转移,降低小白菜地上部Cd含量,提高Cd胁迫下小白菜叶片的光合强度以及渗透调节物质的含量,对小白菜Cd毒害的缓解效应最为显著。
[Abstract]:In recent years , the activity of Cd in leaves , roots and roots of Chinese cabbage increased by 10.34 % , 27.82 % and 28.23 % respectively . Compared with single Cd treatment , the contents of ascorbic acid oxidase ( AAO ) , ascorbate peroxidase ( APX ) , dehydroascorbic acid reductase ( DHAR ) , single dehydroascorbic acid reductase ( MDHAR ) , glutathione reductase ( DHAR ) , single dehydroascorbic acid reductase ( MDHAR ) , glutathione reductase ( DHAR ) , single dehydroascorbic acid reductase ( MDHAR ) and glutathione reductase ( GR ) increased by 11.81 % and 15.22 % respectively . The results showed that at the treatment level of 25 mg 路 kg - 1 , the external application of 50 mg 路 kg - 1 sulfur significantly reduced Cd content from root to above ground , reduced Cd content in the aerial part of the cabbage , improved the photosynthetic intensity of the leaf under Cd stress and the content of osmotic adjustment substance , and the effect of Cd toxicity was most significant .

【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S634.3;X53

【参考文献】