乙烯对荷花响应镉胁迫下抗氧化系统的影响
摘要：荷花是一种重要的水生观赏花卉，本研究选用荷花品种‘微山湖红莲’为试材，拟探究Cd胁迫下乙烯对荷花各器官抗氧化系统的影响，进而分析乙烯对荷花重金属抗逆性的影响。在筛选出的适宜浓度的Cd、乙烯前体ACC以及乙烯作用抑制剂STS前提下，观测Cd单独处理、Cd与ACC复合处理、Cd与STS复合处理等的荷花表型、各组织内的Cd、MDA、抗氧化剂的含量及抗氧化酶活性的变化。结果表明，在Cd处理下，荷花MDA含量上升，抗氧化系统受到影响，叶片和叶柄内AsA、GSH含量升高，叶片和叶柄内SOD、POD活性变化不明显，叶片内CAT、APX活性显著下降；乙烯对Cd处理下叶子、叶柄内SOD、POD活性无影响作用，但能加剧根内SOD活性下降，同时乙烯能显著加剧叶片、叶柄内GSH含量上升和叶片内CAT、APX活性的下降来应对Cd胁迫造成的氧化伤害，说明乙烯能够通过调控荷花抗氧化系统来影响荷花对重金属镉的抗逆性。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法4
1.1试验材料 4
1.2试验方法 4
1.2.1试验材料处理4
1.2.2荷花叶片受损程度测定5
1.2.3荷花各组织Cd含量测定5
1.2.4丙二醛（MDA）含量测定5
1.2.5抗氧化剂含量测定5
1.2.6抗氧化酶活性测定5
2结果与分析6
2.1不同处理下荷花叶片受损程度6
2.2各组织Cd含量6
2.3不同处理下MDA含量6
2．4 乙烯对镉胁迫下荷花抗氧化剂含量的影响6
2．4．1 乙烯对镉胁迫下荷花抗坏血酸（AsA）含量影响7
2．1．2 乙烯对镉胁迫下荷花谷胱甘肽（GSH）含量影响7
2．2 乙烯对镉胁迫下荷花抗氧化酶活性的影响8
2．2．1 乙烯对镉胁迫下荷花超氧化物岐化酶（SOD）活性的影响8
2．2．2 乙烯对镉胁迫下荷花过氧化物酶（POD）活性的影响9
2．2．3 乙烯对镉胁迫下荷花过氧化氢酶(C
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
AT)）活性的影响9
2．2．4 乙烯对镉胁迫下荷花抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性的影响10
3讨论 10
3.1 Cd对荷花抗氧化系统的影响11
3．2 乙烯对Cd胁迫下荷花抗氧化系统的影响11
致谢12
参考文献12
乙烯对荷花响应镉胁迫下抗氧化系统的影响
引言
引言：镉（Cd）为生物毒性最强的重金属元素之一。近年来，随着采矿、冶炼以及Cd处理等工业的快速发展，大量废水排入水中，导致水体Cd污染日益严重[1]。研究表明，过量的Cd 易被植物通过根系吸收、器官转运和积累, 从而影响植物的生长、细胞分裂及代谢活动, 造成农作物产量和品质下降[2]，并通过食物链影响人体。因此，研究植物对Cd的响应及其耐性机理, 对于农业生产、环境治理及生态保护都具有重要意义。
荷花（Nelumbo nucifera）为多年生高挺水草本植物,花大色艳，是我国传统名花，在中国栽培历史悠久、分布广泛、用途多样,在城市水景营造中更是不可或缺[3]。近年来，利用水生植物对城市污水进行生态修复成为研究热点，荷花在重金属吸收方面的作用也被逐渐认识起来。有研究表明荷花可以有效去除水体底泥中的 PAHs、 Cr 、Cu 、Ni 、Pb 五种有害物质，显著降低底泥的毒性[4]。同时，在重金属胁迫下，荷花的形态，生长及生理生化方面都会有一定改变。如在Cd胁迫下，荷花的电导率、MDA、可溶性蛋白含量均有不同程度上升趋势，同时SOD、POD、CAT3等抗氧化酶活性均有不同程度的提高[5]。因此，总体来说，荷花具有一定程度对重金属的耐受能力，可作为植物修复材料用于水生重金属的治理。
乙烯是一种重要的气体植物体激素，在植物应对生物胁迫和非生物胁迫的耐受性和抗逆性过程中发挥重要作用[6]。如在向日葵研究中，K+ 缺乏导致干旱诱导的气孔关闭作用受到抑制，而这一过程很有可能是通过促进乙烯合成实现的[7.8]。镉胁迫条件下生长的拟南芥ein25(乙烯不敏感突变体)和Col0(野生型)在施加乙烯利后能有效缓解ein25和Col0在镉胁迫条件下生长受镉胁迫抑制的现象,说明内源乙烯能够提高调控拟南芥,使其具有较高的抗镉性[9]。乙烯前体ACC 处理也可以显著增加野生型拟南芥C0l0 幼苗在高盐环境下的成活率[10]。然而，乙烯是否参与调控水生植物（如荷花）对重金属胁迫耐性尚不清楚。
重金属胁迫同时能导致植物体内大量的活性氧自由基产生, 自由基能损伤主要的生物大分子及引起膜脂过氧化, 而植物中的多种抗氧化防卫系统能够清除自由基, 保护细胞免受活性氧伤害[11]， 所以探究植物的抗氧化系统对提高植物的抗逆能力有重要作用。在黄瓜研究中，Cd处理使抗氧化酶过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均有不同程度的提高[12]，在拟南芥研究中，Cd胁迫下外施不同浓度乙烯处理的拟南芥幼苗的CAT、APX、POD活性与单独Cd胁迫处理的相比都总体呈现明显增长的趋势,而SOD和GR的活性呈现降低的趋势[13]。因此可知，乙烯对Cd胁迫下植物的抗氧化系统具有一定的影响，而增强植物抗氧化能力可能对提高植物的抗重金属胁迫能力有很大的作用。
本试验拟以‘微山湖红莲’为试验材料，通过Cd单独处理、Cd和乙烯前体ACC复合处理、Cd和乙烯受体抑制剂STS复合处理，观察荷花表型，测定各组织Cd含量，抗氧化剂含量及抗氧化酶活性的变化，预期结果为揭示乙烯参与调控荷花抗氧化系统应对重金属胁迫的机理奠定基础，进一步将荷花作为植物修复材料处理水体重金属污染提供依据。
1 材料与方法
1．1 试验材料
本试验以从微山县荷都水生花卉基地买来的‘微山湖红莲’作为试验材料，选取粒大饱满色深的莲子，利用枝剪进行破壳，随后用蒸馏水浸泡，置于25℃恒温光照培养箱内进行催芽培养57d，期间间隔一天换一次水，然后在日平均室温≥20℃的情况下移至室外，用5%Hogland培养液培养1418d，期间23d换一次培养液，待秧苗生长至合适大小后，做后续处理。试验于2015年9月2016年5月在大学卫岗校区荷花试验室进行。
1．2 试验方法
1．2．1 试验材料处理 试验采用水培法处理幼苗，用标准塑料桶在试验室通风透光的地方进行处理。根据前期试验所筛选出合适浓度，共设置5组处理ck（5%Hogland培养液）、Cd（50μM）、Cd（50μM） + ACC（100μM）、Cd （50μM）+ STS（100μM）、Cd （50μM）+ACC（100μM）+ STS（100μM），每组设置3组重复，选取长势良好，大小一致的荷花幼苗，每桶3株，将配好的溶液分别加注到1.5L的桶中进行处理。在处理48小时后取样（含叶片、叶柄、根）测定或用液氮处理后置于20℃冰箱保存，用于后续测定。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法4
1.1试验材料 4
1.2试验方法 4
1.2.1试验材料处理4
1.2.2荷花叶片受损程度测定5
1.2.3荷花各组织Cd含量测定5
1.2.4丙二醛（MDA）含量测定5
1.2.5抗氧化剂含量测定5
1.2.6抗氧化酶活性测定5
2结果与分析6
2.1不同处理下荷花叶片受损程度6
2.2各组织Cd含量6
2.3不同处理下MDA含量6
2．4 乙烯对镉胁迫下荷花抗氧化剂含量的影响6
2．4．1 乙烯对镉胁迫下荷花抗坏血酸（AsA）含量影响7
2．1．2 乙烯对镉胁迫下荷花谷胱甘肽（GSH）含量影响7
2．2 乙烯对镉胁迫下荷花抗氧化酶活性的影响8
2．2．1 乙烯对镉胁迫下荷花超氧化物岐化酶（SOD）活性的影响8
2．2．2 乙烯对镉胁迫下荷花过氧化物酶（POD）活性的影响9
2．2．3 乙烯对镉胁迫下荷花过氧化氢酶(C
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
AT)）活性的影响9
2．2．4 乙烯对镉胁迫下荷花抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性的影响10
3讨论 10
3.1 Cd对荷花抗氧化系统的影响11
3．2 乙烯对Cd胁迫下荷花抗氧化系统的影响11
致谢12
参考文献12
乙烯对荷花响应镉胁迫下抗氧化系统的影响
引言
引言：镉（Cd）为生物毒性最强的重金属元素之一。近年来，随着采矿、冶炼以及Cd处理等工业的快速发展，大量废水排入水中，导致水体Cd污染日益严重[1]。研究表明，过量的Cd 易被植物通过根系吸收、器官转运和积累, 从而影响植物的生长、细胞分裂及代谢活动, 造成农作物产量和品质下降[2]，并通过食物链影响人体。因此，研究植物对Cd的响应及其耐性机理, 对于农业生产、环境治理及生态保护都具有重要意义。
荷花（Nelumbo nucifera）为多年生高挺水草本植物,花大色艳，是我国传统名花，在中国栽培历史悠久、分布广泛、用途多样,在城市水景营造中更是不可或缺[3]。近年来，利用水生植物对城市污水进行生态修复成为研究热点，荷花在重金属吸收方面的作用也被逐渐认识起来。有研究表明荷花可以有效去除水体底泥中的 PAHs、 Cr 、Cu 、Ni 、Pb 五种有害物质，显著降低底泥的毒性[4]。同时，在重金属胁迫下，荷花的形态，生长及生理生化方面都会有一定改变。如在Cd胁迫下，荷花的电导率、MDA、可溶性蛋白含量均有不同程度上升趋势，同时SOD、POD、CAT3等抗氧化酶活性均有不同程度的提高[5]。因此，总体来说，荷花具有一定程度对重金属的耐受能力，可作为植物修复材料用于水生重金属的治理。
乙烯是一种重要的气体植物体激素，在植物应对生物胁迫和非生物胁迫的耐受性和抗逆性过程中发挥重要作用[6]。如在向日葵研究中，K+ 缺乏导致干旱诱导的气孔关闭作用受到抑制，而这一过程很有可能是通过促进乙烯合成实现的[7.8]。镉胁迫条件下生长的拟南芥ein25(乙烯不敏感突变体)和Col0(野生型)在施加乙烯利后能有效缓解ein25和Col0在镉胁迫条件下生长受镉胁迫抑制的现象,说明内源乙烯能够提高调控拟南芥,使其具有较高的抗镉性[9]。乙烯前体ACC 处理也可以显著增加野生型拟南芥C0l0 幼苗在高盐环境下的成活率[10]。然而，乙烯是否参与调控水生植物（如荷花）对重金属胁迫耐性尚不清楚。
重金属胁迫同时能导致植物体内大量的活性氧自由基产生, 自由基能损伤主要的生物大分子及引起膜脂过氧化, 而植物中的多种抗氧化防卫系统能够清除自由基, 保护细胞免受活性氧伤害[11]， 所以探究植物的抗氧化系统对提高植物的抗逆能力有重要作用。在黄瓜研究中，Cd处理使抗氧化酶过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均有不同程度的提高[12]，在拟南芥研究中，Cd胁迫下外施不同浓度乙烯处理的拟南芥幼苗的CAT、APX、POD活性与单独Cd胁迫处理的相比都总体呈现明显增长的趋势,而SOD和GR的活性呈现降低的趋势[13]。因此可知，乙烯对Cd胁迫下植物的抗氧化系统具有一定的影响，而增强植物抗氧化能力可能对提高植物的抗重金属胁迫能力有很大的作用。
本试验拟以‘微山湖红莲’为试验材料，通过Cd单独处理、Cd和乙烯前体ACC复合处理、Cd和乙烯受体抑制剂STS复合处理，观察荷花表型，测定各组织Cd含量，抗氧化剂含量及抗氧化酶活性的变化，预期结果为揭示乙烯参与调控荷花抗氧化系统应对重金属胁迫的机理奠定基础，进一步将荷花作为植物修复材料处理水体重金属污染提供依据。
1 材料与方法
1．1 试验材料
本试验以从微山县荷都水生花卉基地买来的‘微山湖红莲’作为试验材料，选取粒大饱满色深的莲子，利用枝剪进行破壳，随后用蒸馏水浸泡，置于25℃恒温光照培养箱内进行催芽培养57d，期间间隔一天换一次水，然后在日平均室温≥20℃的情况下移至室外，用5%Hogland培养液培养1418d，期间23d换一次培养液，待秧苗生长至合适大小后，做后续处理。试验于2015年9月2016年5月在大学卫岗校区荷花试验室进行。
1．2 试验方法
1．2．1 试验材料处理 试验采用水培法处理幼苗，用标准塑料桶在试验室通风透光的地方进行处理。根据前期试验所筛选出合适浓度，共设置5组处理ck（5%Hogland培养液）、Cd（50μM）、Cd（50μM） + ACC（100μM）、Cd （50μM）+ STS（100μM）、Cd （50μM）+ACC（100μM）+ STS（100μM），每组设置3组重复，选取长势良好，大小一致的荷花幼苗，每桶3株，将配好的溶液分别加注到1.5L的桶中进行处理。在处理48小时后取样（含叶片、叶柄、根）测定或用液氮处理后置于20℃冰箱保存，用于后续测定。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/yy/572.html
