重金属离子对玉米根系非选择性阳离子通道（NSCCs）钾转移的影响
发布时间：2019-11-22 04:16
【摘要】：玉米是禾本科玉米属一年生草本植物,属经济作物,在我省各地广泛种植。玉米为典型喜钾植物,充足的钾素供应,能保证玉米植物的正常的生理代谢和健壮成长。我国大部分玉米种植区种植的玉米叶含钾量偏低,造成玉米钾含量偏低的因素有很多。如,土壤自身能供植物吸收钾含量较低;再者,植物吸收和转运家的过程中也会受到环境中重金属离子影响从而降低对钾的吸收能力,最后,错误施用肥料导致玉米钾吸收能力降低。本论文选取第二点影响因素作为研究方向,从自身吸收上来改变植物钾吸收特性来提高钾的吸收。以金玉818、金单999、黔玉3、黔单16等4种玉米品种为试验材料,在添加专性抑制剂抑制钾离子通道和钾载体的条件下,研究不同浓度重金属离子(铜、铅、锌、镉)对玉米根系非选择性阳离子通道(nonselective cation channels,NSCCs)钾转移的影响,以及玉米根系对该重金属离子的吸收情况。通过研究主要得到以下结论:1、铜离子对金玉818、金单999、黔玉3和黔单16玉米根系总钾吸收速率和NSCCs钾吸收速率均有显著抑制作用。铜离子对4种玉米总钾吸收抑制最大浓度均为10mg·L~(-1);铜离子对金玉818、黔玉3及黔单16抑制最大离子浓度与总钾抑制为10mg·L~(-1),而金单999抑制最大离子浓度为40mg·L~(-1)。铜对4种玉米根系NSCCs钾转移贡献率各有不同,金玉818和黔玉3随着铜离子浓度的增加而增加;金单999和黔单16则相反。4种玉米根系铜离子吸收速率随外界铜离子浓度增加而增加。2、铅离子对金玉818、金单999、黔玉3和黔单16玉米根系总钾吸收速率和NSCCs钾吸收速率均有显著抑制作用。金玉818和黔单16、金单999、黔玉3总钾吸收速率抑制最大铅离子浓度分别为1mol·L~(-1)、2mol·L~(-1)、3mol·L~(-1)。金玉818、黔玉3和黔单16玉米根系抑制NSCCs钾吸收速率最大铅浓度为1mol·L~(-1),金单999为2mol·L~(-1)。铅离子对金单999和黔玉3 NSCCs钾转移贡献率影响较小,对金玉818和黔单16分别为抑制和促进。铅离子对金玉818和黔单16铅离子吸收速率随铅离子浓度增加而增加,金单999和黔玉3则相反。3、锌离子对金玉818、金单999、黔玉3和黔单16玉米根系总钾吸收速率和NSCCs钾吸收速率均有显著抑制作用。金玉818、金单999、黔单16抑制总钾吸收速率和NSCCs钾吸收速率最大锌浓度为10mg·L~(-1)时,黔玉3抑制最大浓度分别为20mg·L~(-1)和50mg·L~(-1)。随着锌离子浓度的增大,4种玉米根系NSCCs钾转移贡献率的影响较小。锌离子吸收速率除黔玉3表现为抑制外,其余均为促进。4、镉离子对金玉818、金单999、黔玉3和黔单16玉米根系总钾吸收速率和NSCCs钾吸收速率均有显著抑制作用。抑制4种玉米根系钾吸收速率的最大镉离子浓度均为10mg·L~(-1)。镉离子对金单999NSCCs钾转移贡献率有促进作用,另3组均为抑制作用。4种玉米根系镉离子吸收速率均随着外界镉离子浓度增大而增大。
【图文】：
2 结果与分析2.1 铜对不同品种玉米根系 NSCCs 转移钾的影响图 1 为未添加抑制剂情况下不同浓度 Cu2+对不同品种玉米根系总钾吸收速率的影响。从图中可以看出，不同浓度 Cu2+对 4 种玉米根系总钾吸收速率影响相同，随着 Cu2+浓度增加，总钾吸收速率显著下降。当 Cu2+浓度为 10mg·L-1时总钾吸收速率低于 Cu2+浓度为 0mg·L-1时,达到显著差异水平（P<0.05)。说明 Cu2+对玉米根系总钾吸收具有抑制作用。当 Cu2+浓度逐渐增加时，总钾吸收速率并无显著变化，说明当 Cu2+浓度为 10 mg·L-1时，其对玉米根系总钾吸收速率的抑制作用已达到最大，继续增加 Cu2+浓度，并不会引起总钾吸收速率的进一步下降。
图 2 不同浓度 Cu2+对 4 种玉米根系 NSCCs 钾吸收速率的影响Fig.2 Effects of different concentrations of Cu2+on potassium uptake rate of roots of NSCCs4 kinds of corn root图 3 为不同浓度 Cu2+下 NSCCs 对 4 种玉米根系钾转移贡献率的影响。从图中可看出，对不同品种玉米根系 NSCCs 钾转移贡献率大有不同。金玉 818 品种，随着 Cu2+浓度增加 NSCCs 钾转移贡献率逐渐增大，但数据波动不大，总的贡献率维持在 70%-90%之间，Cu2+浓度为 50mg·L-1时，NSCCs钾转移贡献率达到 88.5%，说明该玉米品种 NSCCs 对铜的敏感度相对于专一性钾通道来说要低。金单 999 品种。从图中可以看出，随着 Cu2+浓度增加 NSCCs 钾转移贡献率呈先升高后降低再升高的趋势，变化范围值较大，Cu2+浓度为 10mg·L-1时升高至 40mg·L-1时，贡献率处于下降趋势，40mg·L-1时达到最低，贡献率仅有 33%左右，50mg·L-1时，贡献率急剧升高至 73.1%。不同 Cu2+浓度对该品种玉米根系 NSCCs 钾转移贡献率不同。黔玉 3 品种。Cu2+浓度增加，NSCCs 贡献率呈先降低后升高再下降的趋势，在 Cu2+浓度 50mg·L-1时贡献率达到最低值 57%。这一情况与在大程度上金丹 999贡献率相反，说明两品种间抗性存在很大差异。黔单 16 品种。从图中可以看出，随 Cu2+浓度增大，NSCCs 钾转移贡献率明
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513
【图文】：
2 结果与分析2.1 铜对不同品种玉米根系 NSCCs 转移钾的影响图 1 为未添加抑制剂情况下不同浓度 Cu2+对不同品种玉米根系总钾吸收速率的影响。从图中可以看出，不同浓度 Cu2+对 4 种玉米根系总钾吸收速率影响相同，随着 Cu2+浓度增加，总钾吸收速率显著下降。当 Cu2+浓度为 10mg·L-1时总钾吸收速率低于 Cu2+浓度为 0mg·L-1时,达到显著差异水平（P<0.05)。说明 Cu2+对玉米根系总钾吸收具有抑制作用。当 Cu2+浓度逐渐增加时，总钾吸收速率并无显著变化，说明当 Cu2+浓度为 10 mg·L-1时，其对玉米根系总钾吸收速率的抑制作用已达到最大，继续增加 Cu2+浓度，并不会引起总钾吸收速率的进一步下降。
图 2 不同浓度 Cu2+对 4 种玉米根系 NSCCs 钾吸收速率的影响Fig.2 Effects of different concentrations of Cu2+on potassium uptake rate of roots of NSCCs4 kinds of corn root图 3 为不同浓度 Cu2+下 NSCCs 对 4 种玉米根系钾转移贡献率的影响。从图中可看出，对不同品种玉米根系 NSCCs 钾转移贡献率大有不同。金玉 818 品种，随着 Cu2+浓度增加 NSCCs 钾转移贡献率逐渐增大，但数据波动不大，总的贡献率维持在 70%-90%之间，Cu2+浓度为 50mg·L-1时，NSCCs钾转移贡献率达到 88.5%，说明该玉米品种 NSCCs 对铜的敏感度相对于专一性钾通道来说要低。金单 999 品种。从图中可以看出，随着 Cu2+浓度增加 NSCCs 钾转移贡献率呈先升高后降低再升高的趋势，变化范围值较大，Cu2+浓度为 10mg·L-1时升高至 40mg·L-1时，贡献率处于下降趋势，40mg·L-1时达到最低，贡献率仅有 33%左右，50mg·L-1时，贡献率急剧升高至 73.1%。不同 Cu2+浓度对该品种玉米根系 NSCCs 钾转移贡献率不同。黔玉 3 品种。Cu2+浓度增加，NSCCs 贡献率呈先降低后升高再下降的趋势，在 Cu2+浓度 50mg·L-1时贡献率达到最低值 57%。这一情况与在大程度上金丹 999贡献率相反，说明两品种间抗性存在很大差异。黔单 16 品种。从图中可以看出，随 Cu2+浓度增大，NSCCs 钾转移贡献率明
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 王莹;刘晶;纪善博;杨国亭;关e，
本文编号：2564308
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/2564308.html
