铅对黄瓜幼苗生长发育的影响研究

铅对黄瓜幼苗生长发育的影响研究

论文摘要

重金属污染是当今污染面积最广、危害最大的环境问题之一。土壤中重金属污染不仅退化土壤肥力,降低作物的产量与质量,恶化水环境,并通过食物链危害人的健康和生命安全。因此,重金属污染方面的研究一直是当前学术界的热点。本文以黄瓜幼苗为材料,研究了铅污染对黄瓜幼苗生长发育、内源激素、多胺、水杨酸、抗氧化保护系统及其他生理生化反应的影响,主要研究结果如下: 1.铅对黄瓜种子萌发、早期生长及生理生化特性的影响 铅在黄瓜幼苗中的吸收分布存在差异,所吸收的铅大部分积累在根系,只有少部分向上运输到茎和叶部。黄瓜幼苗叶和根中吸收铅量的随铅质量浓度增强而增加。铅溶液对种子萌发产生抑制作用并且表现为随铅质量浓度的增加抑制作用增强。 100~200mg·L-1硝酸铅溶液对黄瓜幼苗的生长有促进作用;300~900mg·L-1硝酸铅溶液对黄瓜幼苗生长产生抑制且抑制作用随铅质量浓度的增加而增加。高质量浓度铅诱导不定根产生。此外还发现铅处理的黄瓜幼苗其干重与铅质量浓度呈负相关。 100~700mg·L-1硝酸铅溶液可增加叶片叶绿素的含量,当铅质量浓度增至900mg·L-1时,叶绿素含量开始下降。铅处理下叶片中栅栏组织和海绵组织排列变得紧密,尤其是栅栏组织由1层增加为2~3层。 铅处理使得黄瓜幼苗体内的MDA和脯氨酸含量明显增加,其含量增加与铅质量浓度呈正相关。细胞膜的透性增加,与MDA含量的变化趋势相一致。 2.铅对黄瓜幼苗地上部抗氧化保护系统的影响 用100~500mg·L-1硝酸铅溶液处理黄瓜幼苗,其地上部的SOD活性随着处理时间的延长到7d呈现出大幅度上升,达到一个高峰值后急剧下降(低于对照),而且随着铅质量浓度的增加SOD活性也相应地增加。900mg·L-1硝酸铅溶液处理黄瓜幼苗地上部的SOD活性随着处理时间的延长呈先升高(高于对照)后降低(低于对照)的趋势。SOD同工酶的酶条带数和表达量与铅质量浓度呈负相关,

论文目录

  • 独创性声明
  • 关于论文使用授权的说明
  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 1 重金属铅污染研究概况
  • 2 植物铅毒害
  • 2.1 土壤中铅的存在形式
  • 2.2 铅对植物的毒害
  • 3 植物耐铅毒害的几种机制
  • 3.1 根系排斥对铅的吸收
  • 3.2 根际环境对铅的吸收的影响
  • 3.3 金属结合蛋白的解毒作用
  • 3.4 内源激素逆境信号分子的产生及调控
  • 3.4.1 逆境胁迫下内源激素脱落酸的信号转导及其调控
  • 3.4.2 茉莉酸类物质的信号转导与植物的防御反应
  • 3.4.3 水杨酸在逆境胁迫中的信号转导及其调控
  • 3.4.4 茉莉酸和脱落酸信号转导的关系
  • 3.4.5 多胺和乙烯在逆境下调控植物的生长和发育
  • 3.5 铅结合蛋白、诱导抗氧化胁迫酶和诱导抗性基因的表达
  • 4 存在的问题和发展趋势
  • 5 研究目的及意义
  • 第二章 重金属铅对黄瓜萌发和早期生长发育及生理生化特性的影响
  • 1 材料与方法
  • 1.1 试验材料
  • 1.2 材料培养与处理
  • 1.3 铅处理下黄瓜种子萌发率测定
  • 1.4 铅处理下黄瓜幼苗形态指标测定
  • 1.5 铅处理下黄瓜幼苗干物质积累和铅吸收含量测定
  • 1.6 铅处理下黄瓜幼苗脯氨酸和叶绿素含量测定
  • 1.7 铅处理下黄瓜幼苗相对膜透性和丙二醛含量测定
  • 1.8 铅处理下黄瓜幼苗叶和根细胞学观察
  • 2 结果与分析
  • 2.1 铅处理对黄瓜种子萌发率的影响
  • 2.2 铅处理对黄瓜幼苗地上部分生长的影响
  • 2.3 铅处理对黄瓜幼苗地下部分生长的影响
  • 2.4 铅处理对黄瓜幼苗干物质积累与铅吸收量的影响
  • 2.5 铅处理对黄瓜幼苗脯氨酸和叶绿素含量的影响
  • 2.6 铅处理对黄瓜幼苗相对膜透性和丙二醛含量的影响
  • 3 讨论
  • 3.1 铅处理与黄瓜种子萌发和植株生长的相关性
  • 3.2 铅处理与黄瓜幼苗生理指标的相关性
  • 第三章 铅处理下黄瓜幼苗抗氧化系统的特性研究
  • 1 材料与方法
  • 1.1 材料处理
  • 1.1.1 材料培养
  • 1.1.2 粗酶液的制备和变性剂处理粗酶液
  • 1.2 可溶性蛋白质含量测定
  • 1.3 POD、SOD、CAT活性测定
  • 1.4 同工酶分析
  • 1.4.1 聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)
  • 1.4.2 电泳胶染色
  • 2 结果与分析
  • 2.1 铅对黄瓜幼苗地上部可溶性蛋白质含量影响
  • 2.2 铅对黄瓜幼苗地上部SOD活性和同工酶影响
  • 2.3 铅对黄瓜幼苗地上部POD活性和同工酶影响
  • 2.4 铅对黄瓜幼苗地上部CAT活性和同工酶影响
  • 3 讨论
  • 第四章 铅处理下黄瓜幼苗内源激素动态变化研究
  • 1 材料和方法
  • 1.1 试验材料
  • 1.2 样品制备
  • 3、Z和ABA)测定的色谱条件'>1.3 内源激素(IAA、GA3、Z和ABA)测定的色谱条件
  • 2 结果与分析
  • 2.1 HPLC流动相的选择
  • 3、Z和ABA含量的变化'>2.2 铅处理下黄瓜幼苗IAA、GA3、Z和ABA含量的变化
  • 3、Z和ABA含量的变化'>2.2.1 铅处理下黄瓜幼苗叶中IAA、GA3、Z和ABA含量的变化
  • 3、Z和ABA含量的变化'>2.2.2 铅处理下黄瓜幼苗根中IAA、GA3、Z和ABA含量的变化
  • 2.2.3 铅处理下黄瓜幼苗中IAA/ABA值变化
  • 3 讨论
  • 3.1 内源激素HPLC测定的色谱条件
  • 3、Z和ABA水平的影响'>3.2 铅对黄瓜幼苗IAA、GA3、Z和ABA水平的影响
  • 3.3 铅与黄瓜幼苗内源激素的关系
  • 第五章 多胺与黄瓜幼苗铅处理的关系研究
  • 1 材料和方法
  • 1.1 样品制备
  • 1.2 仪器与试剂
  • 1.3 色谱条件
  • 1.4 测定方法及指标
  • 1.5 内源多胺的提取和含量测定
  • 1.5.1 多胺的提取和衍生化
  • 1.5.2 多胺的测定
  • 2 结果与分析
  • 2.1 多胺高效液相色谱测定的条件优化
  • 2.1.1 多胺苯甲酰化的反应条件
  • 2.1.2 色谱条件的选择
  • 2.1.3 线性范围和检出限
  • 2.1.4 回收率及样品测定
  • 2.2 铅对黄瓜幼苗叶中内源多胺的影响
  • 2.3 铅对黄瓜幼苗茎中内源多胺的影响
  • 2.4 外源精胺和腐胺对黄瓜幼苗的影响
  • 2.4.1 外源多胺对铅处理的黄瓜幼苗长势的影响
  • 2.4.2 外源多胺对铅处理黄瓜幼苗保护酶和膜脂过氧化作用的影响
  • 3 讨论
  • 3.1 铅处理下内源多胺与黄瓜幼苗生长的相关性
  • 3.2 外源多胺与铅处理黄瓜幼苗生长和抗氧化系统的相关性
  • 第六章 水杨酸与黄瓜幼苗铅处理的关系研究
  • 1 材料和方法
  • 1.1 材料处理
  • 1.2 仪器和试剂
  • 1.3 水杨酸的测定
  • 1.3.1 水杨酸的提取和纯化
  • 1.3.2 水杨酸HPLC的色谱条件
  • 1.3.3 水杨酸HPLC标准曲线的建立
  • 1.4 蛋白质含量、POD、SOD活性和MDA含量测定
  • 2 结果与分析
  • 2.1 水杨酸高效液相色谱测定的条件优化
  • 2.2 水杨酸与色谱峰面积的线性相关关系分析
  • 2.3 回收率的测定
  • 2.4 铅处理下黄瓜幼苗内源水杨酸的变化
  • 2.5 不同处理对黄瓜幼苗蛋白质含量的变化
  • 2.6 外源SA对铅处理下黄瓜幼苗的抗氧化酶活性的影响
  • 2.7 不同处理对黄瓜幼苗MDA含量的变化
  • 3 讨论
  • 3.1 铅处理下水杨酸水平与可溶性蛋白质的关系
  • 3.2 铅处理下水杨酸水平与丙二醛的关系
  • 3.3 铅处理下水杨酸水平与植物抗铅胁迫的关系
  • 第七章 铅处理下黄瓜幼苗叶片蛋白质组分析
  • 1 材料和方法
  • 1.1 材料处理
  • 1.2 设备
  • 1.3 溶液配制
  • 1.4 方法
  • 1.4.1 可溶性蛋白质的提取
  • 1.4.2 三氯乙酸(TCA)/丙酮沉淀法提取叶片全蛋白
  • 1.4.3 可溶性蛋白含量测定和可溶性蛋白组分分析
  • 1.4.4 双向凝胶电泳技术分析黄瓜幼苗抗铅特异蛋白
  • 2 结果与分析
  • 2.1 铅对黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白质含量的影响
  • 2.2 SDS-PAGE电泳条件分析
  • 2.2.1 不同样品稀释液对蛋白质分离的影响
  • 2.2.2 样品缓冲液和稀释液对蛋白分离的影响
  • 2.2.3 不同电流电泳对蛋白质分离的影响
  • 2.2.4 电极缓冲液使用次数对蛋白质分离的影响
  • 2.2.5 染色液对蛋白质染色效果的影响
  • 2.3 蛋白质样品不同的抽提法对双向电泳技术蛋白质分离的影响
  • 2.4 铅处理下黄瓜叶片的蛋白质分析
  • 2.5 2-DE图谱分析
  • 2.6 差异蛋白质点的分子量估算
  • 3 讨论
  • 3.1 铅与可溶性蛋白的关系
  • 3.2 蛋白质与铅胁迫的关系
  • 3.3 影响蛋白质组双向凝胶电泳技术的因素
  • 第八章 铅处理下矿质营养与铅互作关系研究
  • 1 材料和方法
  • 1.1 材料处理
  • 1.2 试验材料
  • 1.3 水杨酸和铅处理
  • 1.4 钙、锰和铅处理
  • 1.5 仪器、试剂及操作条件
  • 1.6 矿质元素标准曲线的制作
  • 1.7 数据结果分析处理
  • 2 结果与分析
  • 2.1 铅对黄瓜幼苗元素吸收与累积的影响
  • 2.1.1 铅对黄瓜幼苗矿质元素吸收的影响
  • 2.1.2 铅对黄瓜幼苗矿质元素积累量的影响
  • 2.1.3 铅对矿质元素在黄瓜幼苗各部位含量分布的影响
  • 2.2 钙对铅处理下黄瓜幼苗矿质元素吸收的影响
  • 2.3 锰对铅处理下黄瓜幼苗矿质元素吸收的影响
  • 2.4 锰和钙对铅处理下黄瓜幼苗矿质元素吸收差异比较
  • 2.5 水杨酸对铅处理下黄瓜幼苗矿质元素吸收的影响
  • 3 讨论
  • 3.1 铅与黄瓜幼苗矿质元素吸收与积累的关系
  • 3.2 钙与铅处理下黄瓜幼苗矿质元素吸收的关系
  • 3.3 锰与铅处理下黄瓜幼苗矿质元素吸收的关系
  • 3.4 锰和钙对铅处理下黄瓜幼苗吸收铅的影响
  • 3.5 水杨酸与铅处理下黄瓜幼苗矿质元素吸收的关系
  • 缩略词表
  • 全文总结
  • 本研究的特色与创新
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
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