镧对月季镉胁迫缓解效应的超弱发光研究doc

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1、德州学院生物系2007届生物科学毕业论文（设计）薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈莄蒄螄袀膇莀螃羂莃芅螂膅膅蚄螂袄羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿螈节芈螈袁肅薇袇羃芀蒃袆肅肃荿袆螅艿莅袅羇肁蚃袄肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂莅莁葿羄膈芇薈肆莃薆薇螆膆蒂薆袈莂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蚁螇肄芆蚀衿艿薅虿羁肂薁蚈膄莈蒇蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈莄蒄螄袀膇莀螃羂莃芅螂膅膅蚄螂袄羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿螈节芈螈袁肅薇袇羃芀蒃袆肅肃荿袆螅艿莅袅羇肁蚃袄肀莇蕿袃膂膀蒅袂袂莅莁葿羄膈芇薈肆莃薆薇螆膆蒂薆袈莂蒈薅肁芅莄薄膃肇蚂薄袃芃薈薃羅肆蒄

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3、长、细胞分裂及代谢活动，造成农作物产量和品质下降。一定剂量的镧可以缓解镉对植物的毒害作用，使物的各项生理指标趋向于正常。本实验用镉和镧同时处理月季叶片，然后测定叶片的自发光和延迟发光的强度及SOD活性和MDA含量，初步研究了镧对月季镉胁迫的缓解作用的生理机制。关键词：超弱发光；镧；镉；月季1引言1.1镉对植物的胁迫作用镉(Cd)是生物毒性最强的重金属之一。近年来，由于工业“三废”的排放，以及不合理的农业管理措施，导致土壤Cd污染日益严重。土壤中过量的Cd易被植物吸收和积累，影响植物的生长、细胞分裂及代谢活动，造成农作物产量和

4、品质下降[1]。Cd对植物有较强的毒性。Cd在植物组织中含量达到1mg/kg时，就对某些植物产生毒害，使植物表现出叶色减褪、植物矮化、物候期延迟的症状，导致植物生物产量下降，甚至死亡[10]。例如，Cd胁迫下小麦种子萌发、芽和根的伸长都受到抑制，生物量显著降低，株高分蘖减少，幼苗生长受到影响[5]。大麦受Cd污染后，种子萌发率和根生长速率下降，其毒害效应随处理浓度增大和时间延长而加剧。Cd影响植物的生长可能是由于Cd抑制细胞的分裂。Cd能导致植物细胞分裂出现障碍或不正常分裂，使细胞分裂周期延长，染色体断裂、畸变、粘连和液化[

5、6,7]。用1.0mg.L-1Cd处理蚕豆能产生显著的染色体畸变效应[3]。此外,Cd能抑制DNA和RNA合成酶的活性[4]。Cd还影响植物体基因组模板的稳定性而使DNA合成受阻[6]。而低浓度的Cd可能会促进细胞分裂，刺激RNA和蛋白质合成酶的活性进而促进植物生长[3]。1.1.1Cd还对植物细胞器有整体性的毒害作用王逸群等[13]以不同浓度的Cd处理水稻，对其叶肉细胞进行透射电子显微镜观察，发现随着Cd浓度的提高，叶肉细胞中细胞核、叶绿体、线粒体受毒害逐渐加重，表现为叶绿体被膜受损，类囊体遭到破坏，细胞核核膜破裂，核仁消

6、失，线粒体被膜结构受损，内嵴逐渐解体。Cd对叶绿体的破坏可能是由于Cd-25-德州学院生物系2007届生物科学毕业论文（设计）沉积在类囊体上，并与膜上蛋白体结合进而破坏叶绿体酶系统和阻碍叶绿体合成；对线粒体的破坏是由于Cd改变了线粒体膜的离子平衡，使钾离子从内腔渗透到外腔，并抑制线粒体膜上ATP酶的活性所致[8]引。Cd还影响细胞核膜结构的稳定性，高浓度的Cd使核内腔扩大、核膜皱折凹陷、核出现空泡和多个小核仁[8]。Cd对细胞器的影响主要是毒害细胞的膜系统，使其透性增加[11]。研究表明，植物细胞膜透性与Cd浓度呈显著正相关

7、，即Cd浓度越大，对细胞膜的伤害越大[11]。其机理可能是Cd直接与膜蛋白的sH结合或与磷酸乙醇胺单分子层上的磷脂酰丝氨酸反应[25]。1.1.1镉影响植物的光合作用Cd对叶绿素的合成和光合作用均有抑制作用，随着cd浓度增大，青菜和番茄叶绿素含量均减少，其中青菜叶绿素a／b值降低[11]，而番茄的a／b值增大[21]。VanAssehe等[24]认为，导致叶绿素含量下降的原因是由于cd抑制原叶绿素酸酯还原酶活性，影响了氨基-γ-酮戊二酸的合成。而Stobart等[22]认为，叶绿素含量降低与合成叶绿素所需的酶受重金属破坏有关

8、。此外，Cd还破坏植物的光合系统。慈敦伟等[2]研究发现，在Cd毒害下小麦叶片光系统I明显受损，气体交换参数和叶绿素荧光参数随着Cd浓度的升高而显著下降。杨丹慧等[16]的研究结果表明，Cd对光系统I和光系统Ⅱ均有影响，但对后者的影响更加显著。其机理是Cd使叶绿体类囊体膜中光系统Ⅱ捕光叶绿