重金属Zn、Cd对田菁生理生化指标的影响【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科毕业论文开题报告生物科学重金属Zn、Cd对田菁生理生化指标的影响一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义湿地有“地球景观之肾”的美誉，尤其滨海湿地地净化污水、保护海岸线和控制侵蚀、保护生物多样性中发挥重要作用。由于滨海湿地的特殊地理位置和作用，世界各国在开发利用海洋资源的同时，对受污染滨海湿地的保护研究工作也日益重视。随着工业的发展和农业生产的现代化，水土-植物-环境系统中重金属污染问题日趋严重[1,2]。重金属在土壤中的自然净化过程十分漫长，一旦污染土壤，其危害将是长期的。不仅严重危害作物生产，而且进入食物链危害人畜健康[3,4]。2004年农业部国

2、家环保总局中国渔业环境状况公报中指出浙江海水污染程度高居全国第二，舟山近海是海洋渔业海域沉积物中，镉、铜、铅、锌等重金属的主要超标场所之一。至此2007公报仍指出舟山近海的受污染环境总体所有所好转但其重金属含量仍处于超标状态[5]。因此，土壤的重金属污染一直是困扰着现代社会的主要环境污染问题之一。目前治理土壤重金属污染主要有两条途径[6,7]：其一是物理与化学途径，其二是生物技术途径。采用物理与化学治理技术如客土、淋洗、施用化学改良剂等费用高昂，对土壤的性质破坏严重、只是暂时转移或减轻土壤重金属危害、还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题[8]；微生物治理技术对土

3、壤重金属污染也无能为力[6,7]。生物修复中的植物修复(Phyto-remediation)，是以植物忍耐和富集某种或某些有机或无机污染物为理论基础，利用植物或植物与微生物的共生体系，清除环境中污染物的一门环境生物技术[7,8,11]。5超积累植物对重金属有很强的吸收和积累能力，不仅表现在介质中金属浓度很高时，而且在介质中金属浓度较低时，其地上部的重金属浓度比普通植物高100倍以上[9]。根际环境中的重金属含量、pH值、Eh值、含水量、有机质和其它养分元素等是影响根际土壤中重金属的有效化和根系对重金属吸收的主要因素[10]。植物根系及根际微生物的作用能通过多种途径改

4、变根际环境，可活化土壤固持的重金属。近几年来对超积累模式植物——遏蓝菜（Thlaspicaerulescens）的研究结果表明，超积累植物能够改变根际环境，提高金属的溶解性。此外，根际微生物具有不可忽略的作用，它们能增加土壤中可溶性重金属含量，从而促进超积累对重金属的吸收[11]。根际土壤中大部分金属离子通过专一或通用的离子载体或通道蛋白进入根细胞，该过程为一个依赖能量的，饱和的过程。采用同位素示踪实验和分子生物学研究手段，发现植物体内Cd跨质膜运输受转运蛋白调控，超积累植物遏蓝菜（Thlaspicaerulescens）的根细胞膜上比非超积累植物具有更多的运输蛋白

5、，从而其根系从土壤溶液中吸收Cd的能力更强[12]。从现有的研究资料推测，植物对重金属的超积累主要在于其对金属元素的吸收、运输、积累解毒等过程存在特殊性。但是，目前对超积累植物活化土壤重金属的途径、膜转运蛋白的作用模式和表达调控都还未取得突破性进展。重金属元素如在细胞内以较高的游离态存在将对植物产生较大的毒性，又考虑到重金属离子都有较强配位能力，故我们推测重金属很有可能以低毒或无毒的配位体存在于植物中。植物体内或根际区域发现的螯合重金属的有机化合物主要包括：草酸、组氨酸、苹果酸盐、柠檬酸盐和谷胱甘肽等小分子物质和金属硫蛋白、植物络合肽等大分子物质[13]。这些有机化

6、合物在重金属元素的吸收、运输、积累等过程中作为配基与之配位结合，从而促进植物对重金属的超量积累，并达到植物体内重金属解毒的目的。目前已经发现Ni、Al的超积累与组氨酸和柠檬酸的相互作用有关[14]。从目前的研究报道来看，有机化合物（有机酸、植物螯合肽等）在Cd超积累植物中的作用不甚明显。5　　田菁是一种优良的夏季绿肥作物，具有耐盐、耐涝、生长迅速、适应性广、抗逆力强等特性。由于固氮能力较强，植株养分含量丰富，翻压后改土增产效果显著，特别是在低洼易涝的盐碱地区。盐碱地上种植田菁，可以明显降低耕层土壤盐分，耕层盐分平均下降30%~50%，故为盐地区改良土壤的优良作物。因

7、此，以我省有大量分布的田菁为主要试验材料，深入研究植物对Cd吸收、运输、积累及其在植物体内的区域化分布和形态转化，探讨作为配基的有机分子的诱导合成、积累、配基与重金属离子的配位和共运输过程，研究了不同浓度Cd胁迫下其体内丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性、抗氧化物质及渗透调节物质含量的变化，以期从活性氧代谢和渗透调节两方面阐明以期探明该植物对镉等重超积累的生理生化机制，评估其对镉等金属污染土壤的修复潜力，为进一步开发利用其治理我省舟山海滨湿地受重金属污染土壤的植物修复提供科学依据。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：研究的基本内容：采集田菁1年生幼苗，分别置于