铬胁迫对小麦萌发和幼苗生长的影响及其铬(cr6+)耐性机理的研究

为探索小麦耐Cr6+性的生理机制,本研究以2个Cr6+耐性不同的小麦品种扬麦16(耐Cr品种)和豫麦51(Cr敏感品种)为材料,研究了不同浓度的Cr6+(0、10、50、100、150μmol˙L-1)处理对小麦种子萌发率、根芽生长、渗透性调节物质的含量、α-淀粉酶活性和抗氧化酶活性的影响。结果表明(1)随着Cr6+浓度的增加,两品种小麦的发芽势、发芽率、根长、芽长均呈现先上升后下降的趋势,且相同浓度Cr6+处理下,扬麦16的发芽势、发芽率、相对根长、相对芽长均显著大于豫麦51。(2)两品种小麦可溶性糖和可溶性蛋白的含量均随着Cr6+浓度的增加呈现先上升后下降的趋势。相同浓度Cr6+处理下,扬麦16可溶性糖含量均显著大于豫麦51;而可溶性蛋白的含量没有显著差异(除50μmol˙L-1处理外)。两小麦品种游离脯氨酸的含量随Cr6+浓度的增加而增加,且相同浓度Cr6+处理下,扬麦16的含量均显著大于豫麦51。(3)两品种小麦α-淀粉酶活性随着Cr6+处理浓度的升高呈先上升后下降的趋势,且相同浓度Cr6+处理下,扬麦16的活性显著高于豫麦51(除对照外)。低浓度的Cr6+(10和50 μmol·L-1)在能够提高SOD、POD、APX和GR的活性,且扬麦16的增幅大于豫麦51;而高浓度的Cr6+(150 μmol·L-1)显著降低了SOD、POD、APX和GR的活性,且扬麦16的降幅小于豫麦51。可见,在Cr6+胁迫条件,与Cr敏感品种豫麦51相比,耐Cr品种扬麦16能合成更多的可溶性糖和游离脯氨酸,并且具有较高的α-淀粉酶活性和抗氧化酶活性,从而表现出更高的发芽势、发芽率、相对根长和相对芽长。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.2 试验设计 2
1.3 测定方法 3
1.3.1 种子发芽相关指标测定 3
1.3.2 生理生化指标测定 3
1.3.2.1 小麦根系活力测定 3
1.3.2.2 α淀粉酶活性测定 3
1.3.2.3 可溶性糖含量测定 3
1.3.2.4 可溶性蛋白含量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072* 
测定 3
1.3.2.5 游离脯氨酸含量测定 3
1.3.2.6 MDA含量测定 3
1.3.2.7 活性氧(O2??、 H2O2)含量和抗氧化相关酶活性的测定 4
1.4 数据分析 4
2 结果与分析 4
2.1 Cr6+胁迫对小麦种子发芽相关指标的影响 4
2.1.1 Cr6+胁迫下小麦发芽指标的变化 4
2.1.2 Cr6+胁迫对小麦根、芽生长变化的影响 4
2.2 Cr6+胁迫对小麦萌发过程中生理生化指标的影响 6
2.2.1 Cr6+胁迫对小麦种子萌发过程中根系活力的影响 6
2.2.2 Cr6+胁迫对小麦种子萌发过程中渗透性调节物质含量的影响 6
2.2.3 Cr6+胁迫对小麦种子萌发过程中α淀粉酶活性的影响 7
2.2.4 Cr6+胁迫对小麦幼苗根系MDA、H2O2和O2.含量的影响 8
2.2.5 Cr6+胁迫对小麦幼苗根系抗氧化酶活性的影响 9
3 讨论 10
致谢 12
参考文献 13
铬胁迫对小麦萌发和幼苗生长的影响及其铬耐性机理的研究
生命科学与技术基地班 杨昕
引言
引言
重金属胁迫会阻碍种子萌发过程中染色体合成、破坏细胞结构、降低植物光合作用和细胞有丝分裂指数,影响植物激素(脱落酸、乙烯、赤霉素)的合成和分泌。
不同重金属(Cu、Cd、Mn、Pb等)对种子萌发的影响存在差异,且同一种重金属对不同植物种类(如小麦、水稻)种子萌发的影响也存在差异。目前,Cd和Cu等重金属对小麦种子萌发的研究较多,而关于Cr6+对小麦的种子萌发的研究相对较少。因此本实验以耐Cr6+性不同的2个小麦品种为试材,研究了Cr6+胁迫对小麦发芽情况、根芽生长、渗透调节物质、α淀粉酶活性和抗氧化酶活性的影响,试图探明Cr6+胁迫对小麦的毒性及为深入了解和认识小麦抗重金属污染的生理生化机制提供依据。因此研究Cr6+胁迫对小麦种子萌发的影响,可以让我们清楚地认识Cr6+对小麦萌发过程中的毒害作用,从而实现对铬污染的预测、评价和防治,对于保证小麦产量、品质,防治铬的危害及废弃物的合理处理都将具有现实意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试小麦品种为前期筛选得到的扬麦16(铬抗性品种)和豫麦51(铬敏感品种),由本课题组保存。
1.2 试验设计
种子萌发:选择大小一致的小麦种子用20%双氧水消毒10 min,再用蒸馏水冲洗数次后,挑选颗粒饱满、大小一致的种子(腹沟朝下)均匀排列在铺有双层滤纸的直径9cm培养皿中,进行铬处理。铬处理浓度以(Cr2O42)计,为0、10、50、100、150μmolL1,每个处理5个重复。Cr6+以重铬酸钾(K2Cr2O7)形式添加到去离子水(dH2O)中。放入光照培养箱避光萌发48h后正常光照,昼夜温度分别为22℃/18℃,每隔12h补充一次处理液。
试验1,每皿100粒小麦种子,每天记录发芽数,小麦萌发的第4天测发芽势(种子萌发以胚根伸出胚根鞘2 mm为标志),第7天测发芽率。
试验2,每皿50粒小麦种子,处理72h后测定萌发种子根系活力、淀粉酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量。
试验3,每皿50粒小麦种子,处理7天后测定小麦根系活性氧(O2.、H2O2)含量和抗氧化酶(SOD、POD、APX、GR)活性及根系MDA含量。
1.3 测定方法
1.3.1 种子发芽相关指标测定
从第2 d开始每天定时统计发芽数,以公式:
相对发芽势(RGE)=(处理组的平均发芽势/对照组的平均发芽势)×100%
相对发芽率(RGP)=(处理组的平均发芽率/对照组的平均发芽率)×100%
相对根长(RRL)= (处理组的平均根长/对照组的平均根长)×100%
相对芽长(RSL)= (处理组的平均芽长/对照组的平均芽长)×100%
第7天每个处理取5株幼苗统计根长和芽长,以平均值计为每个处理的根长和芽长(cm)。
1.3.2 生理生化指标测定
1.3.2.1 小麦根系活力测定
根系活力测定采用李合生[1]的方法。
1.3.2.2 α淀粉酶活性测定
α淀粉酶活性测定采用王学奎[2]的方法测定。
1.3.2.3 可溶性糖含量测定
采用蒽酮比色法[3]测定。
1.3.2.4 可溶性蛋白含量测定
可溶性蛋白含量的测定方法参考王学奎[4]的方法,以考马斯亮蓝G250作显色剂,测定595 nm处吸光值,以牛血清蛋白为标准计算蛋白含量。
1.3.2.5 游离脯氨酸含量测定
脯氨酸含量采用杨文玲[5]的方法
1.3.2.6 MDA含量测定
取萌发8天的小麦幼苗,吸水纸吸干根系表面水分,根和叶分别准确称取0.2g,置于研钵中加入10%三氯乙酸2ml和少量石英砂,研磨成匀浆转移至10ml离心管中,再用4ml 10%三氯乙酸两次冲洗研钵残渣一并转入离心管中,4000rmin?1离心10min。取上清液2ml于干净试管中加入2ml 0.6%TBA液,摇匀后,加塞,置于沸水浴中15min,冷却至室温,以5000rmin?1离心15min,取上清测450、532、600nm处的吸光值,单位以nmolg1FW表示。

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