花生吸收和转运镉的生理机制

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1、H中图分类号：学校代码：10373密级：学号：11115071110硕士学位论文题目：花生吸收和转运镉的生理机制论文作者陆紫微指导教师史刚荣专业名称植物学研究方向植物生理生态淮北师范大学研究生处二○一四年五月万方数据万方数据花生吸收和转运镉的生理机制陆紫微（植物学）摘要论文采用营养液培养实验和盆栽实验，研究镉胁迫对5个品种花生（海花1号、鲁花8号、奇山208、徐花13和郑红3号）根系形态、根系中镉亚细胞分布、木质部和韧皮部中有机酸种类的影响，分析这些指标与花生植株镉的积累、转运和籽实镉含量之间的关系，旨在初步阐明花生对镉吸收、转运和积累的生理机制

2、。主要研究结果如下：（1）在Cd处理浓度为0、2、20µM下，测定5个品种花生的生物量、Cd积累和根系形态，以研究根系形态和Cd吸收、转运之间的关系。研究结果表明：不同花生品种在植物生长、根系形态和Cd积累之间存在差异性。过量的Cd大幅度减少根的长度（RL）、表面积（SA）、比根长（SRL）和根尖的数量，但增加了根直径（RD）。在0-0.2mm和0.2-0.4mm根径级的时候，RL和SA显著减少；RL根系总镉含量呈正相关；RD和根系Cd含量、地上部分Cd含量呈负相关；RD与地上部分Cd含量、SA和地上部分总Cd含量均成负相关；SRL和根系Cd含量

3、、地上部分Cd含量及地上部分总Cd含量之间成负相关；且细根在花生吸收Cd的过程中起到至关重要的作用。细根多的品种（海花1号和郑红3号）Cd积累能力较强。由此说明根系形态和植株Cd积累之间存在一定的相关性。（2）通过研究在不同Cd浓度胁迫下，不同积累能力的花生品种亚细胞组分中Cd分布，了解Cd在植物体内的分布和转运的特点。研究结果表明：对2个花生品种，Cd在细胞壁、细胞器和可溶态分布的动力学可以通过米氏加上线性模型表示。可溶态组分中Cd占百分比动力学可用米氏加线性模型表示，而细胞壁组分中Cd占百分比的动力学则用指数线性组合模型表示。高Cd积累品种（

4、海花1号）比低Cd积累品种（奇山208）在Cd吸收的Vmax值高，而迁移指数则是奇山208高于海花1号。本研究证实了低亲和力转运系统的存在，并确认Cd在可溶态组分中比例最高，可能会减少Cd的转移。海花1号地上部分Cd含量较高可能是由于吸收Cd较多而不是根向地上部分转运导致的。（3）研究5个花生品种在Cd处理下，根系中可溶性组分、木质部中有机酸的含量，分析Cd从根系向地上部分转运的影响因素。结果表明：花生根系可溶性蛋I万方数据白质、可溶性糖和游离氨基酸含量随着Cd处理浓度增加而增加，品种和处理间均存在显著差异。游离氨基酸和可溶性糖与地上部分Cd含量

5、、根Cd含量呈正相关，与迁移指数呈负相关。说明Cd在进入根系之后，就和细胞中的氨基酸、多糖结合，从而被固定在细胞壁中，或转运到液泡中在液泡中贮存。Cd胁迫下，根系和木质部汁液中有机酸主要为草酸和EDTA两种。其中根系草酸、EDTA和根系Cd含量呈正相关，和TF呈显著负相关。有机酸和Cd发生络合反应，有利于其向地上部分转运。木质部汁液中草酸、EDTA的含量与木质部汁液中Cd含量存在正相关性，和地上部分Cd含量无相关性，说明这两种有机酸参与Cd长途运输过程，但是这种络合物不是Cd从根系向茎叶转运的主要形式。（4）通过对不同发育时期花生叶片和韧皮部中组

6、分和植株Cd含量、籽粒Cd含量的测定，研究籽粒Cd积累的有关因素。研究结果表明：地上部分Cd含量在发育期先增加后下降，在下针期均达到最大值。迁移指数随着植株发育逐渐下降且品种间存在差异性。这表明花生品种对Cd的吸收和转运能力随着发育时期的改变而有所不同。种子Cd积累与叶片和韧皮部中可溶性蛋白质、游离氨基酸、可溶性糖、非蛋白巯基有相关性。叶片草酸、韧皮部中草酸与籽粒Cd含量呈显著正相关。这表明花生植株地上部分Cd含量、根系Cd含量以韧皮部Cd含量及草酸对于Cd在籽粒中富集均会产生重要影响关键词：花生；镉；根系形态；浓度动力学；有机酸；转运；积累II

7、万方数据PhysiologicalmechanismsoftheabsorptionandtranslocationofcadmiuminpeanutplantsZiweiLu（Botany）AbstractThisstudyaimedtoinvestigatethephysiologicalmechanismsoftheabsorptionandtranslocationofcadmium(Cd)inpeanutplants.Theresponsesoftherootmorphology,dissolvedorganicmattersinthe

8、rootsandleavesaswellasxylemandphloemsapstoCdexposure,andthesubcellul