重金属Ni对水鳖和菹草无菌苗的毒理学效应研究

发布时间：2017-09-25 21:31

  本文关键词：重金属Ni对水鳖和菹草无菌苗的毒理学效应研究

  更多相关文章： Ni 水鳖 菹草无菌苗 生理生化响应

【摘要】：Ni是有潜在毒性的重金属元素,是脲酶的组成成分,是植物必需的微量元素,但过量的Ni会阻碍植物的生长发育。尽管目前Ni污染不如其它重金属Cd、Hg、Pb等元素严重,但由于Ni在自然环境中不易迁移的特性,一旦污染就很难消除或者改良,而且因Ni在植物体内极易迁移的特性,Ni的危害性更有所加重。因此,有必要全面地了解Ni对植物的毒害效应和植物对于Ni胁迫的耐性机理。在本文中,以水鳖(Hydrocarbons dubia B L.Backer)和菹草(Potamogeton crispus L)无菌苗作为实验材料,旨在研究Ni胁迫对植物体各项生理生化参数的影响,从而进一步探索植物体在Ni胁迫下所采取的适应策略。结果如下：(1)采用营养液水培的方法,研究不同Ni添加浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)对水鳖叶片中Ni元素积累、营养元素(Ca、Mg、K、Fe、Mn)含量、氧化胁迫和抗氧化系统的影响。结果显示： a、Ni含量以浓度依赖的方式增加；b、营养元素含量(Ca、Mg、K、Fe、Mn)也受其影响,其中Ca、Mg含量随Ni浓度增加而显著上升；K含量随Ni浓度增加有所升高,但不显著；Mn含量虽在较大Ni浓度时有所下降,但处理组始终高于对照组；而Fe含量则随Ni浓度增加而下降；c、Ni胁迫诱导了明显的氧化胁迫,主要表现为：O2-产生速率以及过氧化氢(H202)含量和丙二醛(MDA)含量显著升高,可溶性蛋白以及光合色素的含量明显下降；d、随着Ni浓度的升高,过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,过氧化氢酶(CAT)活性呈下降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性在0.05 mmol/L出现短暂升高随后下降；维生素E和黄酮含量随Ni浓度增加呈缓慢上升趋势；还原型谷胱甘肽(GSH)未发生明显变化,非蛋白巯基(NP-SH)和植物络合素(PCs)含量均表现为先升后降的趋势；总抗氧化能力(T-AOC)随Ni的浓度升高先增强而后减弱。由此可见,Ni添加引起水鳖叶片中Ni元素的累积和营养元素含量变化,同时产生明显的氧化胁迫,打破了抗氧化系统的平衡。(2)为了研究潜在的抗氧化防御机制,本实验采用不同的Ni添加浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)对菹草无菌苗进行处理,研究活性氧(O2-产生速率、H202含量)和膜脂过氧化产物MDA含量、抗氧化酶活性(SOD、CAT、 APX、POD、GR)、抗氧化物质(GSH、Vc、VE、PCs、黄酮)含量以及总抗氧化能力的变化。结果表明：a、O2-的产生速率、H202含量和MDA含量随Ni添加浓度增加而升高；b、抗氧化酶活性随Ni浓度升高呈现出先上升后下降的趋势,APX与POD活性最大值出现在Ni浓度为0.10 mmol/L处,其余四种酶活性的峰值出现在0.05 mmol/L处；c、总黄酮含量和PCs含量随Ni浓度升高而升高,VE、GSH和NP-SH含量呈现先增加后减少的趋势,Vc含量随Ni浓度增加而显著降低；d、总抗氧化能力随Ni浓度升高而减弱。由此可见,Ni添加处理对菹草无菌苗造成了氧化胁迫,引起植物体内抗氧化酶活性及抗氧化物质含量发生变化,最终破坏了植物体内的抗氧化系统。(3)采用不同Ni添加浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)对菹草无菌苗进行处理,研究Ni胁迫对光合系统、根系活力和营养元素吸收、氨基酸含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量及FTIR特征指标的影响。结果显示：随着Ni浓度升高,光合色素含量下降,叶绿体结构被破坏；根系活力减弱,Ni元素大量积累,Ca、Mg、Fe、Mn、Cu的含量显著下降,但是Zn含量上升；Asp、Ser、 Met、Leu和Lys含量出现先增加后减少的变化趋势；而Glu、His、Gly、Thr、 Ala、Arg、Phe、Val、Cys、Tyr和Ile含量随Ni处理浓度增加而下降；2930 cm-1、1650 cm-1和1410 cm-1峰值随Ni浓度增加而减小,而3350 cm-1和1060 cm-1峰值则先增大后减小；可溶性糖含量先增加后减少,而可溶性蛋白含量则一直下降。
【关键词】：Ni 水鳖 菹草无菌苗 生理生化响应
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5;X52
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言与综述10-14
• 1.1 水体重金属污染10-11
• 1.2 Ni对植物的毒害机理11-12
• 1.3 植物对Ni的抗性机理12-14
• 第二章 Ni添加对水鳖叶片Ni和营养元素含量以及氧化胁迫和抗氧化系统的影响14-27
• 2.1 材料和方法14-16
• 2.1.1 实验材料14
• 2.1.2 实验方法14-16
• 2.1.2.1 水鳖的实验处理14-15
• 2.1.2.2 Ni积累及营养元素含量的测定15
• 2.1.2.3 叶绿素和类胡萝卜素含量测定15
• 2.1.2.4 O_2~- 产生速率、H_2O_2、MDA和可溶性蛋白含量的测定15
• 2.1.2.5 SOD、POD和CAT活性的测定15
• 2.1.2.6 维生素E和黄酮含量的测定15-16
• 2.1.2.7 GSH、NP-SH和PCs的测定16
• 2.1.2.8 总抗氧化能力(T-AOC)的测定16
• 2.1.3 统计分析16
• 2.2 结果与分析16-23
• 2.2.1 Ni积累及营养元素含量变化16-17
• 2.2.2 光合色素含量变化17-18
• 2.2.3 O_2~-产生速率、H_2O_2、MDA和可溶性蛋白含量的变化18-19
• 2.2.4 抗氧化酶活性变化19-20
• 2.2.5 维生素E和黄酮含量变化20-21
• 2.2.6 GSH、NP-SH和PCs含量变化21-22
• 2.2.7 T-AOC变化22-23
• 2.3 讨论23-27
• 第三章 Ni添加对菹草无菌苗的氧化胁迫和抗氧化系统的影响27-40
• 3.1 材料与方法27-30
• 3.1.1 供试材料27
• 3.1.2 实验方法27-30
• 3.1.2.1 菹草无菌苗的培养27
• 3.1.2.2 菹草无菌苗的实验处理27-28
• 3.1.2.3 H_2O_2含量、O_2~-产生速率、MDA含量的测定28
• 3.1.2.4 SOD、POD和CAT活性测定28-29
• 3.1.2.5 APX和GR活性测定29
• 3.1.2.6 维生素C、维生素E和黄酮含量测定29-30
• 3.1.2.7 GSH、NP-SH和PCs含量测定30
• 3.1.2.8 总抗氧化能力(T-AOC)测定30
• 3.2 结果与分析30-36
• 3.2.1 H_2O_2含量、O_2~-产生速率、MDA含量30-31
• 3.2.2 SOD、POD和CAT活性31-33
• 3.2.3 APX和GR活性33
• 3.2.4 维生素C、维生素E和总黄酮含量33-34
• 3.2.5 GSH、NP-SH和PCs含量34-36
• 3.2.6 总抗氧化能力(T-AOC)36
• 3.3 讨论36-40
• 第四章 Ni添加对菹草无菌苗生理特征的影响40-53
• 4.1 材料与方法40-43
• 4.1.1 供试材料40
• 4.1.2 实验方法40-43
• 4.1.2.1 菹草无菌苗的培养40
• 4.1.2.2 菹草无菌苗的实验处理40
• 4.1.2.3 光合色素含量测定和叶绿体自发荧光40-41
• 4.1.2.4 Ni元素积累与营养元素含量测定41
• 4.1.2.5 氨基酸含量测定41
• 4.1.2.6 傅里叶转换红外光谱分析41-42
• 4.1.2.7 可溶性蛋白和可溶性糖含量测定42
• 4.1.2.8 根系活力测定42-43
• 4.2 结果与分析43-50
• 4.2.1 光合色素含量和叶绿体自发荧光43-44
• 4.2.2 Ni元素积累与其他营养元素含量44
• 4.2.3 氨基酸含量44-47
• 4.2.4 傅里叶转换红外光谱分析47-49
• 4.2.5 可溶性蛋白和可溶性糖含量49
• 4.2.6 根系活力49-50
• 4.3 讨论50-53
• 第五章 结论53-54
• 参考文献54-63
• 在读期间发表的论文63-64
• 致谢64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 符碧,余诞年;2,4-D对番茄无菌苗生长的影响[J];西南师范大学学报(自然科学版);2001年03期

2 符碧,余诞年;2,4-D对番茄无菌苗生长的影响[J];山西师范大学学报(自然科学版);2001年01期

3 梁海曼,张能义,赵颖;胚乳和蔗糖对大麦成熟胚无菌苗生长和叶片切段愈伤组织诱导及分化的影响[J];生物技术;1993年05期

4 何奕昆;奚惕;;凤仙花的顶芽培养[J];植物生理学通讯;1988年03期

5 徐皓,林娟;不同环境条件对冬瓜无菌苗萌发及生长的影响[J];汉中师范学院学报(自然科学);2000年03期

6 李世君;孟征;盛方镜;李德葆;;大白菜无菌苗叶肉原生质体植株再生[J];生物工程学报;1992年03期

7 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 魏丽丽;刘国军;王瑞刚;;表面消毒剂对番茄无菌苗生长及其内源IAA的影响[A];培养创新型人才、推进科技创新、推动转变经济发展方式——内蒙古自治区第六届自然科学学术年会优秀论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 乔绪强;铅（Pb~(2+)）胁迫下荇菜和菹草无菌苗的生理生化特性与容忍机制[D];南京师范大学;2014年

2 张志元;用无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性及抗病生理研究[D];湖南农业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 王敬华;重金属Ni对水鳖和菹草无菌苗的毒理学效应研究[D];南京师范大学;2016年

2 姜岩;重金属铜对菹草无菌苗的毒理学研究[D];南京师范大学;2013年

3 阿依努尔·阿布拉;梭梭同化枝消毒及植株再生技术研究[D];新疆农业大学;2015年

4 陈佳;荞麦无菌苗培养条件优化及离体再生体系研究[D];西北农林科技大学;2012年

5 杨笑可;重金属铜、锌对菹草无菌苗的毒理学研究[D];南京师范大学;2015年

，

本文编号：919724