铜胁迫对大灰藓光合特性和叶绿素荧光的影响
以大灰藓为研究对象，分析了不同浓度铜胁迫处理5d后，大灰藓生长生理、光合特性和叶绿素荧光的变化以及细胞形态变化，并探讨大灰藓对于铜胁迫的适应机制。结果表明，整个铜离子处理范围内，大灰藓的干重没有显著变化，表现出较强的抵抗能力；但当铜离子浓度达到100 μmol/L时，大灰藓Fv/Fm显著降低，表明大灰藓光系统受到了损伤。大灰藓的叶片开始出现大量氧化斑，并且叶绿素含量开始发生显著降低，同时，光合作用中激发能分配的平衡被打破，叶片单位面积吸收捕获的光能减少，单位面积电子传递的量子产额降低；此外，反应中心吸收光能、反应中心耗散能以及反应中心用于电子传递的能量增加。同时叶细胞内叶绿体数目减少，并且细胞中出现了部分空腔。随着铜离子处理浓度升高，大灰藓细胞壁内果胶含量呈现上升趋势，这暗示果胶增加可能是苔藓植株对铜胁迫的一种适应方式。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1材料与方法3
1.1实验材料 3
1.2分析方法 3
1.2.1样品处理3
1.2.2植物学分类3
1.2.3生物量测定3
1.2.4 H2O2积累的组织化学检测3
1.2.5叶绿体数目3
1.2.6叶绿素含量3
1.2.7光合荧光特性3
1.2.8细胞壁中果胶含量4
2结果与分析4
2.1植物学分类4
2.2铜胁迫下大灰藓的生理变化5
2.2.1 苔藓层干重5
2.2.2 H2O2积累的组织化学染色5
2.2.3 叶绿素含量6
2.2.4 OJIP曲线7
2.2.5 Fv/Fm 8
2.2.6 能量平衡曲线9
2.3铜胁迫下大灰藓的细胞形态变化10
2.3.1 叶绿体数量10
2.4铜胁迫下大灰藓解毒和适应机制的探究12
2.4.1 细胞壁果胶含量12
3讨论12
致谢13
参考文献14
铜胁迫对大灰藓光合特 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
性和叶绿素荧光的影响
生命基地 李彤
引言
引言：铜是植物生长所必须的微量元素，缺乏或者过量都会带来不良的影响。但是，近些年随着矿产资源的开发、工业的发展以及化学试剂和农药的大量使用，使铜成为了土壤与水体的重要污染物［1］。长江地区自古以来就是我国重要的水稻种植地，水体和土壤的质量对于水稻的产量和质量非常关键，因此对环境污染物的监测和控制非常重要。苔藓植物结构简单，没有维管组织，并且生命力旺盛，易获得，易培养，是一种理想的生物材料。研究苔藓植物的光合作用途径以及对重金属耐性的研究，可以为其他高等植物的研究提供参考，同时也可以用作环境指示植物，根据其生理变化，从而得知环境中重金属的积累情况。
当铜在植物体内积累过量时，会对植物体产生毒害作用，铜过量会引发植物叶片叶绿素的降解，抑制光合电子的传递［2,3］。铜对细胞的破坏严重，细胞壁厚度发生变化，出现变形、断离，质膜被破坏，细胞壁严重收缩，甚至解体消失，壁内出现空腔［4］。铜与膜蛋白的巯基结合会诱发活性氧的产生，引起生物膜的过氧化，通透性增大，细胞内容物大量渗出，细胞发生死亡［5］。当重金属富集在苔藓植物体内时，常表现出叶绿素含量降低，细胞内过氧化物含量增多，甚至苔藓植物的细胞微观结构和发育也会收受到影响［6］。
生物体在适应环境的过程中，形成了一系列对重金属胁迫的适应机制。重金属的耐性一般通过两条途径实现，一是避免过量的重金属进入细胞内部，或者阻碍重金属在植物体内的运输；另一途径是使重金属以不具生物活性的解毒形式存在，如结合到细胞壁上、主动进入液泡、或与某些蛋白质结合等［7］。细胞壁作为重金属进入细胞的第一道屏障，对重金属离子有显著的固定作用［8］，苔藓植物细胞壁中有大量的糖醛酸，含量明显高于维管植物［9］，天然存在的糖醛酸有D葡糖醛酸、D半乳糖醛酸、D甘露糖醛酸等，以与糖苷配基结合的糖醛酸苷形式或聚糖醛酸的形式，成为果胶、半纤维素、等细胞壁多糖的主要成分。植物细胞壁多糖上的基团能够固定重金属离子，减少重金属离子进入细胞内［10］，此外多糖成分和含量的变化，能够改变重金属离子的吸附量以及植物细胞的生长发育，这也是相应重金属胁迫的一种适应性反应［11］。
1 材料与方法
1．1 实验材料
实验材料为灰藓科－大灰藓Hypnum plumaeforme，采集于生科楼北侧草地。
1．2 分析方法
1．2．1 样品处理
室外采集的苔藓，去除大颗粒石子和杂草，将基部用水冲洗干净，置于培养箱中（18 ℃ 光照8 h）适应5 d，用4种不同浓度的铜溶液处理样品，每个处理三组重复。每日用铜溶液喷洒苔藓，每组重复大约喷洒10 ml溶液。
1．2．2 植物学分类
进行外形的观察和拍照，将大灰藓的叶片和孢蒴，至于体式镜下进行观察，将叶片剥下，制成水浸片，在光学显微镜下观察细胞形态；将孢蒴捣碎，制成水浸片，于光学显微镜下观察孢子形态。
1．2．3 生物量测定
每个重复取直径为5 cm的藓丛，洗净擦干后，在80 ℃烘箱中烘干，用天平进行测量。
1．2．4 H2O2积累的组织化学检测
叶片H2O2积累的组织化学定位采用DAB染色。取处理后的大灰藓,在染色液中真空抽气30 min后避光放置48 h,然后在95%乙醇中煮沸6 h进行脱色,取下被染过的植物体的叶片放在体视显微镜下进行观察、拍照。
1．2．5 叶绿体数目
将叶片剥下，制成水浸片，在光学显微镜下观察叶绿体形态，并且拍摄照片，每一种浓度处理下，统计50个细胞中叶绿体的个数。
1．2．6 叶绿素含量
a. 叶绿素提取液：称取新鲜大灰藓0.2 g，放入研钵中，加少量碳酸钙粉末及23 mL 95%乙醇研成匀浆，将研磨物转移至试管中，并用95%乙醇冲洗研钵，向试管中添加10 mL 95%乙醇，在4 ℃冰箱静置半天。13000 r／min 离心5 min，取上清于25 ml容量瓶中，用95%乙醇定容至25 mL，摇匀。
b. 叶绿素浓度测定： 将叶绿素提取液倒入比色皿中，以95%乙醇为空白，在波长665 nm、645 nm和470 nm下测定光密度。
c.叶绿素含量计算：称取新鲜大灰藓0.2 g，105 ℃杀青15 min，在75 ℃下进行烘干直至重量不再改变。按照公式：Ca =13.95 OD665 6.88 OD649
Cb =24.96 OD649 7.32 OD663
Cx.c =(1000 OD470 2.05 Ca 114.8 Cb) /245
计算各色素浓度，并按下式计算叶绿素含量（mg／g（干重））：
叶绿体色素含量＝ 叶绿素浓度＊提取液体积＊稀释倍数／样品干重
1．2．7 光合荧光特性
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1材料与方法3
1.1实验材料 3
1.2分析方法 3
1.2.1样品处理3
1.2.2植物学分类3
1.2.3生物量测定3
1.2.4 H2O2积累的组织化学检测3
1.2.5叶绿体数目3
1.2.6叶绿素含量3
1.2.7光合荧光特性3
1.2.8细胞壁中果胶含量4
2结果与分析4
2.1植物学分类4
2.2铜胁迫下大灰藓的生理变化5
2.2.1 苔藓层干重5
2.2.2 H2O2积累的组织化学染色5
2.2.3 叶绿素含量6
2.2.4 OJIP曲线7
2.2.5 Fv/Fm 8
2.2.6 能量平衡曲线9
2.3铜胁迫下大灰藓的细胞形态变化10
2.3.1 叶绿体数量10
2.4铜胁迫下大灰藓解毒和适应机制的探究12
2.4.1 细胞壁果胶含量12
3讨论12
致谢13
参考文献14
铜胁迫对大灰藓光合特 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
性和叶绿素荧光的影响
生命基地 李彤
引言
引言：铜是植物生长所必须的微量元素，缺乏或者过量都会带来不良的影响。但是，近些年随着矿产资源的开发、工业的发展以及化学试剂和农药的大量使用，使铜成为了土壤与水体的重要污染物［1］。长江地区自古以来就是我国重要的水稻种植地，水体和土壤的质量对于水稻的产量和质量非常关键，因此对环境污染物的监测和控制非常重要。苔藓植物结构简单，没有维管组织，并且生命力旺盛，易获得，易培养，是一种理想的生物材料。研究苔藓植物的光合作用途径以及对重金属耐性的研究，可以为其他高等植物的研究提供参考，同时也可以用作环境指示植物，根据其生理变化，从而得知环境中重金属的积累情况。
当铜在植物体内积累过量时，会对植物体产生毒害作用，铜过量会引发植物叶片叶绿素的降解，抑制光合电子的传递［2,3］。铜对细胞的破坏严重，细胞壁厚度发生变化，出现变形、断离，质膜被破坏，细胞壁严重收缩，甚至解体消失，壁内出现空腔［4］。铜与膜蛋白的巯基结合会诱发活性氧的产生，引起生物膜的过氧化，通透性增大，细胞内容物大量渗出，细胞发生死亡［5］。当重金属富集在苔藓植物体内时，常表现出叶绿素含量降低，细胞内过氧化物含量增多，甚至苔藓植物的细胞微观结构和发育也会收受到影响［6］。
生物体在适应环境的过程中，形成了一系列对重金属胁迫的适应机制。重金属的耐性一般通过两条途径实现，一是避免过量的重金属进入细胞内部，或者阻碍重金属在植物体内的运输；另一途径是使重金属以不具生物活性的解毒形式存在，如结合到细胞壁上、主动进入液泡、或与某些蛋白质结合等［7］。细胞壁作为重金属进入细胞的第一道屏障，对重金属离子有显著的固定作用［8］，苔藓植物细胞壁中有大量的糖醛酸，含量明显高于维管植物［9］，天然存在的糖醛酸有D葡糖醛酸、D半乳糖醛酸、D甘露糖醛酸等，以与糖苷配基结合的糖醛酸苷形式或聚糖醛酸的形式，成为果胶、半纤维素、等细胞壁多糖的主要成分。植物细胞壁多糖上的基团能够固定重金属离子，减少重金属离子进入细胞内［10］，此外多糖成分和含量的变化，能够改变重金属离子的吸附量以及植物细胞的生长发育，这也是相应重金属胁迫的一种适应性反应［11］。
1 材料与方法
1．1 实验材料
实验材料为灰藓科－大灰藓Hypnum plumaeforme，采集于生科楼北侧草地。
1．2 分析方法
1．2．1 样品处理
室外采集的苔藓，去除大颗粒石子和杂草，将基部用水冲洗干净，置于培养箱中（18 ℃ 光照8 h）适应5 d，用4种不同浓度的铜溶液处理样品，每个处理三组重复。每日用铜溶液喷洒苔藓，每组重复大约喷洒10 ml溶液。
1．2．2 植物学分类
进行外形的观察和拍照，将大灰藓的叶片和孢蒴，至于体式镜下进行观察，将叶片剥下，制成水浸片，在光学显微镜下观察细胞形态；将孢蒴捣碎，制成水浸片，于光学显微镜下观察孢子形态。
1．2．3 生物量测定
每个重复取直径为5 cm的藓丛，洗净擦干后，在80 ℃烘箱中烘干，用天平进行测量。
1．2．4 H2O2积累的组织化学检测
叶片H2O2积累的组织化学定位采用DAB染色。取处理后的大灰藓,在染色液中真空抽气30 min后避光放置48 h,然后在95%乙醇中煮沸6 h进行脱色,取下被染过的植物体的叶片放在体视显微镜下进行观察、拍照。
1．2．5 叶绿体数目
将叶片剥下，制成水浸片，在光学显微镜下观察叶绿体形态，并且拍摄照片，每一种浓度处理下，统计50个细胞中叶绿体的个数。
1．2．6 叶绿素含量
a. 叶绿素提取液：称取新鲜大灰藓0.2 g，放入研钵中，加少量碳酸钙粉末及23 mL 95%乙醇研成匀浆，将研磨物转移至试管中，并用95%乙醇冲洗研钵，向试管中添加10 mL 95%乙醇，在4 ℃冰箱静置半天。13000 r／min 离心5 min，取上清于25 ml容量瓶中，用95%乙醇定容至25 mL，摇匀。
b. 叶绿素浓度测定： 将叶绿素提取液倒入比色皿中，以95%乙醇为空白，在波长665 nm、645 nm和470 nm下测定光密度。
c.叶绿素含量计算：称取新鲜大灰藓0.2 g，105 ℃杀青15 min，在75 ℃下进行烘干直至重量不再改变。按照公式：Ca =13.95 OD665 6.88 OD649
Cb =24.96 OD649 7.32 OD663
Cx.c =(1000 OD470 2.05 Ca 114.8 Cb) /245
计算各色素浓度，并按下式计算叶绿素含量（mg／g（干重））：
叶绿体色素含量＝ 叶绿素浓度＊提取液体积＊稀释倍数／样品干重
1．2．7 光合荧光特性
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