Pb和Cd广泛存在于土壤中,严重危害人体健康。近年来,由于工业废水废气及汽车尾气排放,部分土壤已经受到严重的Pb、Cd污染,特别是铅锌矿区和涉铅工业区。土壤和大气中的Pb、Cd可以被小麦吸收,再通过食物链富集到人体内,对人体健康造成潜在威胁。Se是植物有益的营养元素,有拮抗小麦吸收重金属及解毒的作用。有关Pb、Cd污染和Se的研究有广泛报道,但不同基因型小麦对Se吸收及Se解重金属毒害的作用机制尚不清楚。本研究采用水培方法筛选出小麦Se、Pb和Cd抗性及敏感性品种,进一步通过土壤盆栽方法,比较系统地研究外源Se、Pb和Cd对不同小麦品种生长发育和产量性状,Se、Pb和Cd吸收转移及小麦抗氧化系统的影响,探讨了外源Se对Pb、Cd胁迫条件下,小麦吸收、积累和抗氧化系统变化的基因型差异及其初步机制。研究结果对于明确小麦对重金属胁迫反应及Se解重金属毒害的基因型差异机理,及开发新型小麦农田重金属污染防控技术具有重要意义。主要研究结果如下:1.在水培条件下,研究了Se、Pb和Cd处理对14个小麦品种(P01-P014)生长发育、酶系统以及Se、Pb和Cd含量的影响。研究结果表明,Se(0.5mg/L Na_2SeO_3)处理对小麦生长发育影响较小,但Pb(300mg/L)和Cd(0.5mg/L)处理下明显抑制小麦生长发育。14个供试小麦品种地上部Se、Pb和Cd的含量均小于地下部(P0.05),表明小麦吸收的Se、Pb和Cd大部分积累在地下部。以地上、地下部及全株干重与对照的比值为依据,综合筛选出对Se、Pb和Cd敏感的品种P01、P13,抗性品种P06、P09。2.对水培筛选出的抗性品种(P06、P09)和敏感性品种(P01、P13),采用土壤盆栽试验,进一步研究了Se、Pb和Cd处理对不同生育期(拔节期、灌浆期和成熟期)生物量和抗氧化系统的影响。研究结果表明,Se促进小麦生长发育,降低Pb、Cd毒性,但随着生育期的推移,Se的促进作用及解毒作用逐渐下降;综合不同生育期抗性差异,Se的促进表现为P09P06P13P01。基因型P06、P09对Pb、Cd的抗性优于P01、P13,其中P06对Pb的抗性优于P09,P09对Cd的抗性优于P06。Se、Pb和Cd处理小麦相对生物量与对应SOD、POD、CAT和GSHPx活性、蛋白质和GSH含量呈正相关,Pb、Cd处理相对生物量与MDA含量呈极显著负相关。这些结果表明,抗氧化系统指标变化能较好的反应不同小麦品种的生长发育状况及对Se、Pb和Cd的耐受性差异。3.测定4个典型小麦品种不同生育时期的Se、Pb和Cd含量、N、P和K含量以及小麦籽粒品质。研究结果表明,三个生育期均以P06品种Se含量较高,Cd含量较低,Se、Pb和Cd的积累量最高,这与P06品种生物量较大有一定关系,也表明其对Se、Pb和Cd较高的积累能力和抗性。典型小麦品种籽粒含量种间差异显著(P0.05)。Pb、Cd处理促进了不同小麦品种对N、P的吸收,抑制了K的吸收,Se处理促进了小麦对N、P和K的吸收;不同生育期茎叶N、P和K含量与Se、Pb和Cd含量之间存在着相当好的协同性,Se含量与N、P和K含量呈正相关,Pb、Cd含量与N、P含量呈显著正相关,与K含量呈显著负相关,进一步验证了Se促进小麦吸收N、P和K,以及Pb、Cd处理促进N、P的吸收,抑制K的吸收。4.测定了喷施外源Se条件下,典型小麦品种灌浆期MDA含量和GSH-Px活性及产量品质,结果表明,小麦喷施外源Se显著提高Pb、Cd胁迫下GSH-Px活性,显著降低MDA含量,缓解了Pb、Cd对小麦的毒害,促进了小麦生长发育,提高了小麦生物量、籽粒产量及品质。5.研究了喷施外源Se后,典型小麦品种不同生育期、不同部位Pb、Cd含量,结果表明,叶面喷施Se促进小麦对Se的吸收,小麦含Se量提高0.84-1.31mg/kg,较空白提高了3.5-9.0倍。喷施Se显著抑制Pb、Cd的吸收,有效降低小麦茎叶以及籽粒Pb、Cd的含量。4个品种Cd含量平均降幅为18%,Pb含量平均降幅为18%,其中均以P06品种降幅最大。6.研究了典型基因型小麦品种生长发育及产量性状对Se、Pb和Cd的响应。结果表明,Se、Pb和Cd处理下,P06品种不同生育期茎叶Se含量整体较高,Cd含量较低,Se、Pb和Cd的积累量均较其它品种高。喷施外源Se后,4个典型小麦品种产量、千粒重均以P06最高,较喷施清水增幅最大;且不同生育期、不同部位Pb、Cd降幅整体较高,如面粉降幅分别为28%、49%。结果表明,在Pb、Cd污染土壤中种植P06品种辅以喷施外源Se措施可以有效降低籽粒Pb、Cd富集,提高小麦产量及品质。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S512.1
【部分图文】：
18图 3-1Se、Pb 和 Cd 处理 14d 小麦幼苗地上部和地下部干重以及小麦株高Fig. 3-1 The shoot、root dry weight and plant height of wheat seedlings treated with Se，Pb and Cd for 14d小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)。fferent small letters mean significant difference 0.05 level.P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P08 P09 P10 P11 P12 P13 P14
25图 3-3Se、Pb 和 Cd 处理 14d 小麦幼苗茎叶中 SOD 活性和 MDA 含量Fig. 3-3 Effects of Se，Pb and Cd on SOD activity and MDAcontent in stems and leaves for 14d小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)。ifferent small letters mean significant difference 0.05 level.
33 4-1 Se、Pb 和 Cd 处理对不同小麦品种拔节期抗氧化酶活性的影响ivities of antioxidant enzymes in different wheat varieties at jointing stage trwith Se，Pb and Cd母表示处理间差异显著(P＜0.05)。small letters mean significant difference 0.05 level.P01 P06 P09 P13
【参考文献】
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本文编号：
2865986
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