氢气对镉胁迫下黄瓜不定根发生的影响

发布时间：2020-05-30 11:42

【摘要】：镉(Cd)是有毒的重金属,是造成污染的主要来源之一。在植物中非常容易被吸收和积累,镉的积累会影响植物对矿质营养的吸收、抑制植物光合作用和生长等,严重时导致植物死亡。氢气(H_2)在自然界中是无色无味的双原子气体。最近的研究结果表明,氢气能促进植物不定根发生。然而,氢气在镉胁迫下对不定根的发生是否起到积极的作用不得而知。为了阐述氢气在镉毒害中的作用,本文探讨了氢气在镉毒害下对黄瓜(Cucumis sativus L.)不定根发生过程中的作用机制。1、与对照(蒸馏水处理)相比,镉胁迫显著减少了黄瓜不定根根数。镉胁迫下富氢水(HRW)处理显著增加了不定根根数,其中50%HRW处理的效应最佳。2、相比于对照,镉胁迫下丙二醛(MDA)、相对电导率的含量及脂氧合酶(LOX)的活性显著升高。镉胁迫下富氢水处理显著降低了丙二醛、相对电导率的含量及脂氧合酶的活性。可见,H_2可以缓解由镉胁迫诱导的细胞膜脂过氧化,保持了膜的稳定,从而促进不定根的发生。3、相比于对照,镉胁迫下活性氧(O_2~-和H_2O_2)含量显著提高。但镉胁迫下富氢水处理显著降低了活性氧的含量。同时,通过DAB和NBT化学组织染色进一步说明,H_2可以缓解镉引起的活性氧的伤害。4、与对照相比,镉胁迫下渗透调节物质的含量(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)显著下降。相比于镉处理下,镉胁迫下富氢水处理中渗透调节物质的含量显著增加。说明H_2可以通过增加渗透调节物质的含量来缓解镉对外植体的伤害,从而促进不定根的发生。5、与对照相比,镉胁迫显著降低了生根相关酶(POD、PPO、IAAO)活性,但镉胁迫下富氢水处理中生根相关酶活性有了显著的增加。说明H_2可以通过调控生根相关酶活性来缓解镉伤害,促进外植体不定根的发生。6、抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统(AsA-GSH)是植物体内清除自由基的重要途径。相比于对照,镉胁迫下抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量显著下降,而相比于镉处理,镉胁迫下富氢水处理显著增加了AsA和GSH的含量。同时也显着提高了AsA/DHA,GSH/GSSH的比值。这表明H_2增加了黄瓜外植体抗氧化能力,提高了还原型抗氧化物质的含量。同时,相比镉处理,镉胁迫下富氢水处理中抗坏血酸过氧化物酶(APX),单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR),脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)及谷胱甘肽还原酶(GR)在mRNA水平上的基因表达量与对应酶活性均有所增加。这些数据证明氢气对不定根镉胁迫的缓解是通过调节AsA-GSH循环来实现的。综上所述,H_2主要通过增强抗氧化防御能力来提高外植体对镉的抗性,从而促进了外植体不定根的发生。
【图文】：

物亚细胞组分中的 Cd。生物炭和壳聚糖的应用通过改变土壤中 Cd 的形态来控制植物中 Cd 浓度[91]。10％生物炭也有类似的作用。1.4 本试验的目的与意义镉是有毒的重金属。因为镉具有较高的水溶性和流动性，通过食物链极易进入动物和人体内，，对人类的健康造成巨大的威胁。因此，研究如何缓解镉胁迫对植物的毒害具有非常重要的实践意义。最近的研究表明，氢气可能作为气体信号分子缓解各种胁迫对植物体造成的氧化损伤。但是，氢气缓解镉胁迫下对黄瓜不定根的发生作用机制尚不清楚，掌握不定根发生的生根机制是提高植物生根效率的关键环节之一。本研究初步研究了氢气对镉胁迫下黄瓜不定根发生的影响。旨在寻求解决黄瓜不定根发生过程中镉毒害的最佳途径。1.5 技术路线图

甘肃农业大学 2018 届硕士学位论文第三章 结果与分析气对镉胁迫下黄瓜不定根发生的影响同浓度的 Cd(NO3)2对黄瓜不定根发生的影响图 3-1 可知，与对照相比，在不同浓度的 Cd(NO3)2处理下，都不了不定根的发生。0.25 μM、0.5 μM 处理的根数较对照分别下降1 μM Cd(NO3)2处理下根数减少为对照的 51.5%，2 μM 和 4 μM 处照分别下降 78.7%和 91.4%。最后，选 1 μM Cd(NO3)2作为后续试验
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S642.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 韩承华;严吴炜;朱丽丽;张路;李换平;江解增;周增辉;张娜;田秋芳;石如琼;潘瑞瑞;刘野;;硒对镉胁迫下豆瓣菜生长、生理特性及镉积累的影响[J];扬州大学学报(农业与生命科学版);2017年01期

2 杨明;陈璐;徐庆国;孙亚莉;;镉胁迫对不同水稻品种种子萌发和幼苗生长的影响[J];作物研究;2017年06期

3 肖厚军;偠久兰;何佳芳;赵欢;;镉胁迫下芹菜产量和氮、磷、钾吸收及镉积累量的变化[J];环境科技;2014年04期

4 王晶晶;杨春文;蔡赫;李然红;张莹莹;马威;;镉胁迫对珍珠梅生理生态特征的影响[J];北方园艺;2010年13期

5 吴双桃;朱慧;;镉胁迫对水浮莲幼苗生理功能的影响[J];工业安全与环保;2010年08期

6 王瑞波;;水杨酸对镉胁迫小麦叶绿素荧光参数的影响[J];生物技术通报;2017年07期

7 钱雷晓;胡承孝;赵小虎;汪媛;辛绢;郑亚伟;谭启玲;孙学成;;镉胁迫对不同基因型小白菜氮代谢和光合作用的影响[J];华中农业大学学报;2015年03期

8 关昕昕;严重玲;刘景春;敖子强;;钙对镉胁迫下小白菜生理特性的影响[J];厦门大学学报(自然科学版);2011年01期

9 薛荦绮;温子若;陈希;;镉胁迫对玉米生理生化特性及品质的影响[J];安徽农业科学;2009年24期

10 喻华;冯文强;秦鱼生;涂仕华;;镉胁迫对不同基因型水稻生长和镉吸收的影响[J];西南农业学报;2013年03期

相关会议论文 前10条

1 徐庆国;孙亚莉;杨明;陈璐;;镉胁迫对水稻不同品种种子萌发和幼苗生长的影响[A];中国作物学会作物种子专业委员会2017年学术年会论文摘要集[C];2017年

2 吴泽嬴;葛滢;;供硫对镉胁迫下水稻巯基物质含量的影响[A];农业环境与生态安全——第五届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2013年

3 刘周莉;何兴元;陈玮;;镉胁迫下藤本植物金银花的生长反应及积累特性研究[A];中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编（1933-2008）[C];2008年

4 李汝佳;李雪梅;;水杨酸、脱落酸和过氧化氢对镉胁迫小麦的影响[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年

5 揭雨成;佘玮;邢虎成;朱守晶;周精华;蒋杰;王亮;;苎麻镉胁迫响应基因表达研究[A];2010中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2010年

6 张传永;孙振兴;;中国蛤蜊抗氧化酶对汞和镉胁迫的响应[A];中国动物学会·中国海洋湖沼学会贝类学分会第九次会员代表大会暨第十五次学术讨论会会议摘要集[C];2011年

7 任可欣;阎希柱;;镉胁迫对多齿围沙蚕(Perinereis nuntia)超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响[A];2013年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2013年

8 湛方栋;何永美;李元;祖艳群;陈建军;程永艳;;铅镉胁迫下接种根际真菌对圆叶无心菜生长和铅镉含量的影响[A];2012年云南农业环境保护协会论文集[C];2012年

9 皮杰;李德亮;王剑平;朱鹏飞;张婷;;慢性镉胁迫对鲢鱼金属富集和能量物质代谢的影响[A];2016年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2016年

10 简敏菲;杨叶萍;余厚平;钟晓庆;龚秋林;陈勇玲;;镉胁迫下苎麻(Boehmeria nivea(L.)Gaudich.)的叶绿素荧光动态[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集[C];2015年

相关博士学位论文 前10条

1 Basharat Ali;5-氨基乙酰丙酸缓解镉胁迫下油菜植株生长、生理、分子和超微结构变化的作用机理研究[D];浙江大学;2014年

2 张路;MIR156调控植物镉胁迫耐受机制研究及应用[D];安徽理工大学;2017年

3 Mohamed Alpha Jalloh（贾隆）;不同氮源下镉胁迫对水稻生长和品质形成的影响[D];浙江大学;2008年

4 宋阿琳;小白菜对镉胁迫的响应及硅缓解镉毒害的机制[D];南京农业大学;2009年

5 田保华;硫化氢信号在谷子响应镉胁迫中的生理作用[D];山西大学;2016年

6 佘玮;苎麻对重金属吸收和积累特征及镉胁迫响应基因表达研究[D];湖南农业大学;2010年

7 徐学华;北方地区7种主要绿化树种对铅镉胁迫的生理生态响应[D];河北农业大学;2010年

8 Md. Kamrul Hasan;褪黑素调控番茄镉胁迫抗性及解毒作用机制[D];浙江大学;2016年

9 刘春梅;镉胁迫下硒对寒地水稻镉积累及养分吸收的影响[D];东北农业大学;2015年

10 Muhammad Daud Khan;陆地棉抗除草剂基因的遗传转化及其抗镉胁迫的遗传效应探讨[D];浙江大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 任元卿;小麦扩展蛋白基因TaEXPA2在镉胁迫耐性中的功能分析[D];山东农业大学;2018年

2 封鹏雯;甜菜碱提高烟草镉胁迫抗性机理的研究[D];山东农业大学;2018年

3 边碧婷;氢气对镉胁迫下黄瓜不定根发生的影响[D];甘肃农业大学;2018年

4 李云峰;乙烯信号转导阻断拟南芥突变体对镉胁迫的应答[D];沈阳师范大学;2018年

5 罗力兵;镉胁迫水稻生理功能变化遥感分析[D];中国地质大学(北京);2017年

6 邵将;外源硅对狼尾草属牧草镉胁迫的缓解效应及其机制[D];扬州大学;2017年

7 李彩;硅对不同品种水稻吸收镉的影响与机制研究[D];沈阳农业大学;2017年

8 张渊;土壤镉胁迫下稻秸基质对印度芥菜生长及镉富集的影响[D];西南科技大学;2017年

9 刘祥军;镉胁迫下牦牛肝脏组织转录组学及蛋白组学研究[D];青海大学;2017年

10 肖清铁;水稻耐镉胁迫的生理响应[D];福建农林大学;2011年

本文编号：2688079