重金屬脅迫對水稻傷害機理及水稻耐性機制的研究

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1、揚州大學碩士學位論文重金屬脅迫對水稻傷害機理及水稻耐性機制的研究姓名：楊小勇申請學位級別：碩士專業(yè)：生物物理學指導教師：羅時石;葛才林20020401!撈州大學二oo二屆碩士學位論文捅費本文以重金屬離子Cu”、Cd2+、H92+為材料，以水稻三個品種(秈稻：揚稻6號，粳稻：武育粳，雜交稻：協(xié)優(yōu)818)為研究對象，進行了重金屬脅迫對水稻傷害機理及水稻耐性機制的研究。結(jié)果表明：1．重金屬脅迫對水稻生長發(fā)育形態(tài)學指標的影響重金屬離子Cu2+、Cd”、H釅+脅迫條件下，水稻種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率以及苗期株高和鮮重都里持續(xù)下降的趨勢：Cd“和Hgz+脅迫可在一

2、定程度上促進秈稻根部的生長，但cu2+脅迫及高濃度的cd2+和H礦4脅迫則抑制水稻根部的生長。土培方式栽培水稻時，cu2+和低濃度的Cd2+和Hf+脅迫可增加水稻的最終株高，而高濃度的cd2+和H92+脅迫對水稻株高的生長產(chǎn)生抑制作用。低濃度的Cu2+脅迫能促進水稻有效分蘗的發(fā)生，高濃度的Cu2+及cd2+和H礦脅迫則可抑制水稻有效分蘗的發(fā)生。一定濃度范圍的cu2+脅迫能增加水稻的穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重，低濃度的Cd2+和H92+脅迫能增加水稻的穗粒數(shù)和結(jié)實率，卻明顯降低水稻的千粒重。2．重金屬脅迫對水稻氮素代謝的影響水稻籽粒萌發(fā)期，較低濃度的Cu

3、“、cd”、H92+脅迫可促進水稻萌發(fā)籽粒中的蛋白合成，增加蛋白含量，其中對粳稻籽粒蛋白合成的促進作用最明顯，隨脅迫強度的加大，籽粒中的蛋白合成受到明顯抑制。水稻苗期，低濃度的重金屬脅迫亦可增加秈稻和粳稻葉片、根系的蛋白含量，并因重金屬離子類型而存在差異，cu2+脅迫條件下，三個水稻品種葉片和根系蛋白含量持續(xù)下降，且Cu2+脅迫對水稻苗期蛋白合成的抑制程度大于cd2+和H礦+脅迫，苗期雜交稻對重金屬脅迫最為敏感，雜交稻葉片和根系蛋白含量與cd2+和H礦脅迫濃度呈明顯的負相關(guān)。水稻灌漿期蛋白合成對重金屬脅迫的敏感性秈稻>粳稻，同一水稻不同器官對重金屬

4、脅迫的敏感性根>葉>穗，低濃度的Cu“、cd“、H92+脅迫可促進粳稻葉片和穗部的蛋白合成，而秈稻葉片和穗部的蛋白含量則與重金屬脅追濃度呈負相關(guān)性。3．重金屬脅迫對水稻碳素代謝的影響重金屬Cu2+、Cd”、H92+脅迫可顯著抑制水稻葉片的光合作用，水稻葉片葉綠素含量及光合速率與重金屬離子濃度呈明顯的負相關(guān)。低濃度的重金屬脅迫可促進水稻幼苗根系的呼吸作用，而高濃度的重金屬脅迫則抑制水稻根系的呼吸；楊小勇重金屬脅迫對水稻傷害機理及水稻耐性機制的研究!重金屬脅迫對水稻灌漿期根系呼吸作用的抑制程度大于對苗期根系的影響，隨重金屬脅追強度的加大，水稻灌漿期根系

5、的呼吸速率持續(xù)下降。隨重金屬脅迫濃度的增加，水稻籽粒萌發(fā)期的a-淀粉酶活性先上升后下降，重金屬脅迫能顯著抑制秈稻和雜交稻B．淀粉酶活性，但低濃度的重金屬脅迫對粳稻B．淀粉酶活性產(chǎn)生誘導作用。低濃度的重金屬脅迫能明顯誘導萌發(fā)籽粒中一些淀粉同功酶的表達，而高濃度的重金屬脅迫則顯著抑制某些淀粉同功酶的表達。重金屬脅迫對秈稻和雜交稻萌發(fā)籽粒中MDH同功酶的影響大于粳稻，高濃度的cu2+、Cd”、Hf+脅迫能明顯抑制水稻萌發(fā)籽粒中MDH同功酶的表達。低濃度的Cu2+和Cd2÷脅迫可在一定程度上激活水稻葉、穗和根的COD活性，但隨cu2+和Cd2+脅迫的加深，

6、COD活性逐漸被抑制：}留+脅迫對水稻COD活性的影響則因水稻品種、器官而存在差異，H礦脅迫可抑制秈稻葉片、根系和粳稻穗部COD活性。較低濃度的重金屬脅迫能誘導水稻COD同功酶的表達，并因水稻品種、器官的不同而存在差異，其中重金屬脅迫對水稻根系COD同功酶表達的抑制程度大于葉片和穗部。4．重金屬脅迫對水稻膜脂過氧化作用及抗氧化酶的應答重金屬cu2+、Cd2+、H92+脅迫能明顯促進水稻葉片細胞的膜脂過氧化和脫脂進程，增加葉片內(nèi)MDA含量，并損傷葉片的膜透性，造成細胞電解質(zhì)外滲百分率上升。Cu2*脅迫能明顯增加水稻根系MDA含量，但cd2+和H礦+脅

7、迫條件下，水稻根系MDA含量則略有下降。重金屬cu“、Cd2+、H礦脅迫條件下，水稻能產(chǎn)生相應的防御措施。較低濃度的重金屬脅迫可在一定程度上激活水稻SOD、POD活性，并因水稻品種、器官的不同而存在差異；重金屬cu2+、Cd2+、H礦脅迫時，水稻葉片CAT活性被抑制。一定濃度范圍的重金屬cu2+、Cd2+、H礦脅迫可誘導水稻葉、穗、根的SOD、POD同功酶的表達，其中對POD同功酶的誘導作用大子SOD同功酶，較高濃度的重金屬脅迫則有抑制SOD、POD同功酶表達的趨勢；水稻葉片CAT同功酶隨重金屬脅迫強度的加大酶活性的表達逐步受到抑制。5．重金屬脅迫

8、對水稻DNA的損傷較低濃度的cu2+、Cd2．、H礦+脅迫能增加水稻幼苗DNA含量，并明顯誘導水4揚州大學二oo二屆碩士學