镉胁迫对不同品种油菜根系细胞壁多糖组分及其吸附镉的影响

发布时间：2019-02-18 10:07

【摘要】：油菜作为叶菜类蔬菜中镉累积作用较强的作物,地上部累积的镉(食用部位)易通过食物链进入人体造成毒害。本实验选用了前期研究筛选的镉低积累油菜品种华骏L1、镉低积累油菜品种华绿L2和镉高积累油菜品种寒绿H,设置不同浓度的镉处理,通过溶液培养试验,采用梯度离心、细胞壁组分分离以及吸附处理实验等方法,研究不同浓度镉胁迫对不同油菜品种生长和镉吸收转运的影响,分析油菜根系镉积累的亚细胞分配规律,研究不同镉处理下各品种油菜根系细胞壁多糖组分的总糖和糖醛酸含量以及果胶甲酯化酶活性,研究不同品种油菜根系细胞壁组分对镉的吸附动力学特征。通过这些研究阐明不同镉累积能力的油菜根部细胞壁多糖组分含量在镉胁迫的变化,分析其吸附固定镉的能力,为揭示镉低积累品种低量累积镉的机理提供新的思路,为镉低积累油菜推广应用提供技术支持。有以下结论:1)不同油菜品种的镉累积特征:在油菜地上部的镉含量,镉高积累品种显著高于两个低积累品种L1、L2;在根部的镉含量,镉高积累品种显著低于两个低积累品种L1、L2,两个低积累品种间没有显著差异。L2与L1都具有较小的转移系数,根部累积镉离子能力较强,即阻滞镉离子向地上组织器官的转移能力较强,从而实现镉低累积品种L1、L2地上部(食用部位)镉低累积。2)从根部亚细胞各组分镉的分配比例来看:细胞壁是首要镉累积位点,随镉处理浓度的升高,镉开始进入细胞质,使细胞质镉累积比例升高,细胞器镉累积的比例一直最小。实验发现高积累品种H在细胞质中含有较高比例的镉,易于其向地上部转移,进而造成对油菜的严重毒害;镉低积累品种L1、L2的细胞壁累积能力都较强,显著高于镉高累积品种H,有利于根部阻滞镉向地上部转移。3)从细胞壁多糖组分差异来看:镉处理下,镉低累积品种L1总糖含量增加最显著,其次是镉低累积品种L2,高累积品种H总糖含量变化不明显。各品种的糖醛酸含量与总糖含量相似,说明糖醛酸在细胞壁总糖累积镉中发挥着决定性的作用。细胞壁中果胶糖醛酸含量最多,而镉处理下,半纤维素1糖醛酸含量增长最急剧,增大2.1-4.9倍,表明在响应镉胁迫时,细胞壁总糖组分发挥的重要作用与其果胶糖醛酸及半纤维素1糖醛酸含量密切相关。4)从果胶甲酯化酶活性来看:镉处理下镉低累积品种L1,PME活性急剧升高,表现出极强的耐镉机能;其次是镉低累积品种L2,PME活性也表现出升高趋势,而高累积品种H的PME活性没有显著变化。镉低累积品种L1对镉耐性强与其PME响应机制密切相关。5)从多糖组分对镉吸附的动力学特征来看:实验发现不同油菜品种镉细胞壁吸附能力符合下列顺序:低积累品种华骏L1低积累品种华绿L2高积累品种寒绿H。品种L2果胶在细胞壁吸附镉离子中发挥的作用最大,镉低累积品种L1中半纤维素1起重要作用,而上述实验"细胞壁中果胶含量最多,而镉处理后半纤维素1含量剧增"的结果相符,表明细胞壁多糖组分发挥的重要作用与其果胶和半纤维素1的含量密切相关。
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【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X173
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本文编号：2425754