硅对小麦幼苗镉毒害的缓解作用研究

发布时间：2020-06-20 05:18

【摘要】：农田土壤重金属污染造成农产品镉(Cd)含量超过粮食卫生标准,对公众健康构成了潜在的威胁。硅(Si)被证明能够提高农作物抗逆能力,尤其在缓解重金属毒害方面具有重要作用。小麦是我国重要的粮食作物,近年来,小麦镉污染事件引起公众关注。因此,本试验以小麦为研究对象,通过水培试验,研究了外源Si对小麦Cd毒害的缓解作用和机制,主要分析了小麦的生长状况、光合作用、元素吸收、Cd~(2+)流速、Cd的亚细胞分布和化学形态以及抗氧化指标,以期为Cd污染土壤的农产品安全保障提供理论依据。本试验的主要研究结果概括如下:1.Cd毒害显著抑制了小麦生长,导致植株矮小,叶片黄化,根系短小等症状。Si提高了低Cd(5μM)水平下小麦地上部的生物量,但是对高Cd(20μM)胁迫的小麦作用不显著。Si对小麦根系形态参数的影响未达到显著差异水平。对于光合作用,镉胁迫显著降低小麦叶片光合作用参数,Si处理提高了叶片的光合速率,但对其他参数无影响。以上结果表明,Si能够通过提高小麦光合作用,改善生长状况。2.Si预处理和瞬时处理均显著降低小麦根尖对Cd~(2+)的吸收。Si处理后,小麦根部和地上部的Cd质量分数和累积量显著降低,而对迁移系数的影响不显著。Si处理显著抑制小麦对铁(Fe)的吸收,但是促进了其向地上部的转运;Si处理抑制了小麦对锰(Mn)和锌(Zn)的转运;而对小麦的铜(Cu)的吸收转运影响不显著。3.对于Cd在小麦中的亚细胞分布,Cd主要存在于细胞壁组分和可溶性组分中,细胞器组分Cd含量较少。低Cd水平下,Si处理对小麦叶片和根系的亚细胞分布无影响,而在高Cd水平下,Si处理分别显著降低叶片中细胞器组分和可溶性组分的Cd,根部中细胞壁组分和可溶性组分中的Cd。就Cd在小麦中的化学形态而言,Cd主要以氯化钠提取态和去离子水提取态为主。Si处理显著增加了乙醇提取态的Cd,但降低了其他形态的Cd,尤其是氯化钠提取态的Cd。以上结果表明,Si处理可能通过区隔化作用增强小麦对Cd的耐受能力,但是Si的作用与Cd的浓度和小麦的部位有关。4.Cd毒害显著提高小麦叶片的氧化产物丙二醛(MDA)和过氧化氢(H_2O_2)的含量,并且,降低抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性。Si处理显著降低Cd胁迫下小麦叶片的MDA和H_2O_2含量,并且提高POD以及SOD(低Cd)的活性,但对CAT活性无显著影响。结果表明,Si处理能够显著增强小麦叶片的抗氧化防御能力,以提高其对Cd的耐性。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1;X503.231
【图文】：

根尖,流速测定,吸收速率,镉胁迫

图 4-10 硅对镉胁迫下小麦不同形态 Cd 所占比例的影响Fig. 4-10 Effect of Si on proportion of Cd content in different chemical form of wheCd stress.8 Si 对 Cd 胁迫下小麦根尖 Cd2+吸收速率的影响利用 NMT 技术对根尖不同区域的 Cd2+流速的测定及结果如图 4-11 和 4-12 所示域对 Cd2+的吸收速率具有显著差异。Cd5 Cd5+Si Cd20 Cd20+Si020406080PrporotinofoCdcontentindifferRootB0A

【参考文献】