不同重金属对拟南芥的生理指标及活性氧清除系统的影响

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1、不同重金属对拟南芥的生理指标及活性氧清除系统的影响EffectsofdifferentheavymetalsonthephysiologicalindexesandthereactionoxygenscavengingsystemofArabidopsisthaliana学科专业：环境科学研究生：万红双指导教师：王洁华教授天津大学环境科学与工程学院2017年11月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教言机构的学仿或证书而使用

2、过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。■：签字日期学位论文作者签名７又：年Ｉ月日５＾ｈ／／／多／学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：了：ｊｉ／ｉｋ导师签名：ｌｙＸ＾ｋ丨年月曰签字日期签字日期：屻：年日丨５泛月

3、］／＞摘要作为一类重要的环境污染物，重金属在含量过高时会对植物产生显著的毒害作用。重金属不但能够使植物体内的蛋白质发生变性，破坏膜系统的选择通透性，从而妨碍植物的正常代谢活动，而且会导致植物体内活性氧的过量积累，引起生物大分子的氧化损伤甚至细胞死亡。而植物在长期进化中已经获得了有效清除活性氧的复杂系统，从而对重金属胁迫产生有效应答。此系统大致可分为酶促和非酶促系统两大类，其中酶促活性氧清除系统包括超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化氢酶（CAT）以及谷胱甘肽还原酶（GR）等抗氧化酶，而非酶促系统包括抗坏血酸和谷胱甘肽等抗氧化剂。近年来，重金属对植物的胁迫危害以及植物对

4、重金属的有效应答已经成为研究热点之一。本文以模式植物拟南芥作为实验材料，通过植物形态学和生化分析手段分析统计了植物在多种重金属胁迫下的生长指标及代谢反应变化。一方面对不同重金属处理后植物体内包括过氧化氢（H2O2）以及丙二醛（MDA）在内的活性氧的积累以及包括谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）在内的抗氧化酶活性进行了测定。同时，通过实时定量PCR技术，对活性氧清除系统中相关基因的表达量进行了分析，从而在基因转录层面探索了重金属胁迫下植物的保护机制。总之，本文利用多种分析手段研究了重金属对植物生长代谢的影响，结果表明不同重金属在拟南芥的营养生长和生殖生长两

5、个阶段均具有差异性影响，并且在活性氧物质清除方面诱导产生不同的代谢变化和基因表达差异。关键词：拟南芥，重金属，活性氧，抗氧化酶，基因表达IABSTRACTAsonekindofenvironmentalpollutants,heavymetalinexcesscouldbetoxicforthegrowthofplant.Bydegeneratingproteinsanddisruptingthemembraneselectivity,heavymetalspreventthenormalmetabolicactivitieswithinplants.Inaddition,heavymetal

6、scanalsoleadtotheaccumulationofreactiveoxygenspecies(ROS),theoxidativedamageofbio-macromoleculesandevencelldeath.Duringevolution,plantshaveacquiredacomplicatedsystemtoscavengetheROSandthusrespondefficientlytoheavymetalstresses.Suchasystemcouldbedividedintotwocategories,e.g.theenzymaticsystemandtheno

7、n-enzymaticsystem.Theenzymaticsystemincludesantioxidantenzymessuchassuperoxidedismutase(SOD),ascorbicacidperoxidase(APX),catalase(CAT)andglutathionereductase(GR).Thenon-enzymaticsystemincludesantioxid