双酚A对不同生育期大豆植株生长及光合作用的影响

发布时间：2017-08-10 05:30

  本文关键词：双酚A对不同生育期大豆植株生长及光合作用的影响

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【摘要】：双酚A(bisphenol A,BPA),一种新兴环境内分泌干扰物,广泛存在于工业原料及其制成品中。因其需求量递增,BPA在环境中无处不在。BPA对人类健康和生态系统安全造成潜在威胁,日益引发人们热切关注。目前,关于BPA对人类和动物影响已有大量报道,然而,关于BPA对植物(尤其陆生植物)影响研究的报道相对较少。光合作用为植物生长提供物质和能量,是植物体内最重要的生理活动。然而,关于BPA对植物光合作用的影响鲜见报道。基于此,本研究采用模拟BPA污染生态学设计与生理生化测定方法,以美国环境保护署(U.S.EPA)推荐,用于毒理学研究的作物大豆(Glycine max)为实验材料,研究BPA对不同生育期大豆植株生长及光合作用的影响。主要实验结果如下:(1)与对照(CK)相比,低剂量BPA对不同生育期大豆植株生长具有促进作用;中高剂量BPA对大豆植株生长具有抑制效应,BPA剂量越大,抑制效应越明显。解除BPA暴露后,不同生育期大豆植株生长均有所恢复,且BPA剂量越低,恢复程度越高。(2)与CK相比,低剂量BPA促进不同生育期大豆植株叶片气孔因素[气孔导度,胞间CO2浓度及气孔行为],进而提高大豆植株叶片净光合速率(Pn);高剂量BPA抑制大豆植株叶片气孔因素与非气孔因素[希尔反应速率、表观量子效率,光合羧化效率,最大羧化速率,最大电子传递速率,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶羧化活性,叶绿素(Chl)含量],降低大豆植株叶片Pn,且BPA剂量越高,抑制效果越明显。解除BPA暴露后,上述光合作用指标均有所恢复,且BPA剂量越低,恢复程度越高。(3)与CK相比,低剂量BPA提高不同生育期大豆植株叶片Chl合成过程主要中间产物[胆色素原、原卟啉IX、镁原卟啉IX及原叶绿素酸]含量和关键酶[氨基乙酰丙酸(ALA)脱水酶、胆色素原脱氨酶、尿卟啉原Ⅲ合酶及镁离子螯合酶]活性,降低ALA含量,促进Chl合成;高剂量BPA显著降低上述5种主要中间产物及4种关键酶活性,且降幅随BPA剂量加大和时间延长而逐渐降低。解除BPA暴露后,上述各指标均随着BPA暴露解除逐渐恢复,且BPA剂量越低或恢复时间越长,恢复效果越明显。(4)相关性分析结果表明,不同生育期大豆植株叶片Pn与生长指标及Pn与气孔导度,气孔开度,希尔反应速率,表观量子效率,光合羧化效率,最大羧化速率,最大电子传递速率和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶羧化活性,Chl含量正相关,与胞间CO2浓度负相关。Chl含量与胆色素原、原卟啉IX、镁原卟啉IX及原叶绿素酸含量,氨基乙酰丙酸脱水酶、胆色素原脱氨酶、尿卟啉原III合酶及镁离子螯合酶活性正相关,而与ALA含量负相关。(5)综合BPA暴露期及暴露解除期不同生育期大豆植株生长,光合作用及Chl含量及其合成过程的变化情况表明,低剂量BPA暴露下,各指标的变化幅度呈现如下规律:幼苗期花荚期鼓粒期成熟期;高剂量BPA暴露及暴露解除后,各指标变化幅度大致呈现如下规律:幼苗期成熟期花荚期鼓粒期。综上所述,BPA通过调节气孔因素与非气孔因素影响Pn,但调节效果取决于BPA剂量大小。低剂量BPA通过改善气孔因素增加Pn,进而促进大豆植株生长;高剂量BPA通过抑制气孔因素与非气孔因素共同降低Pn,进而抑制大豆植株生长。此种调节效果因生育期不同有所差异。这为从气孔因素和非气孔因素角度深入理解BPA对植物光合作用影响提供参考,为BPA对植物光合作用及生长的潜在风险评估提供理论支撑,为科学评价BPA对作物生产和食品安全的潜在生态环境风险提供借鉴。
【关键词】：双酚A 大豆 气孔非气孔因素 叶绿素合成 不同生育期
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 双酚A的研究背景9-11
• 1.1.1 双酚A简介及其污染现状9
• 1.1.2 双酚A对人及动物的影响9-10
• 1.1.3 双酚A对植物的影响10-11
• 1.2 植物光合作用概述11-12
• 1.2.1 植物光合作用11
• 1.2.2 光合作用与生长关系11-12
• 1.2.3 污染因子与光合作用12
• 1.3 研究目的与意义12
• 1.4 本课题研究内容12-14
• 第二章 双酚A对不同生育期大豆植株生长的影响14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 材料与方法14-15
• 2.2.1 试材培养14
• 2.2.2 试材处理14-15
• 2.2.3 生长指标测定15
• 2.2.4 数据处理15
• 2.3 结果与分析15-21
• 2.3.1 BPA对幼苗期大豆植株生长的影响15-17
• 2.3.2 BPA对花荚期大豆植株生长的影响17-18
• 2.3.3 BPA对鼓粒期大豆植株生长的影响18-19
• 2.3.4 BPA对成熟期大豆植株生长的影响19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 双酚A对不同生育期大豆植株气孔与非气孔因素影响22-41
• 3.1 引言22
• 3.2 材料与方法22-24
• 3.2.1 试材培养22
• 3.2.2 试材处理22
• 3.2.3 测定方法22-24
• 3.2.4 数据处理24
• 3.3 结果与分析24-40
• 3.3.1 BPA对幼苗期大豆植株气孔与非气孔因素影响24-29
• 3.3.2 BPA对花荚期大豆植株气孔与非气孔因素影响29-32
• 3.3.3 BPA对鼓粒期大豆植株气孔与非气孔因素影响32-36
• 3.3.4 BPA对成熟期大豆植株气孔与非气孔因素影响36-39
• 3.3.5 相关性分析39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 双酚A对大豆植株叶绿素含量及其合成过程的影响41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 材料与方法41-42
• 4.2.1 试材培养41
• 4.2.2 试材处理41
• 4.2.3 测定方法41-42
• 4.2.4 数据处理42
• 4.3 结果与分析42-52
• 4.3.1 BPA对幼苗期大豆植株叶绿素含量及其合成过程动态影响42-44
• 4.3.2 BPA对花荚期大豆植株叶绿素含量及其合成过程动态影响44-46
• 4.3.3 BPA对鼓粒期大豆植株叶绿素含量及其合成过程动态影响46-48
• 4.3.4 BPA对成熟期大豆植株叶绿素含量及其合成过程动态影响48-51
• 4.3.5 相关性分析51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 5.1 主要结论53-54
• 5.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-63
• 附录Ⅰ: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文63-64
• 附录II: 英文缩写与中文名称对照64

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本文编号：649076