课题设计封面及内容要求2014.doc

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1、《课题设计》利用超显微技术研究铁镉处理对水稻叶片细胞结构的影响姓名：学号：专业：年级：指导教师：战秀梅成绩：2014年12月一、选题依据（课题研究的目的、意义，国内外研究现状分析，附主要参考文献）研究的目的在于在营养液和土壤培养条件下，利用根部供应的方式，为水稻提供不同浓度的铁研究不同铁镉处理下，水稻叶肉细胞超显微结构的变化，尤其是叶绿体结构的变化状况，明确铁镉各自对显微结构的影响以及两者交互作用下显微结构的响应。着重关注高铁供应条件下，植物体内铁对镉诱导的亚细胞超显微结构破坏和光合作用失调的缓减作用，明确铁提高水稻抵抗镉毒害的主要生

2、理机制。为下一步从分子生物学角度寻求铁镉交互作用的关键基因，利用育种手段获得高铁低镉的水稻品种奠定理论基础，为农业生产中利用施肥（如铁肥）增加水稻籽粒中铁含量同时减少镉的累积提供科学依据。研究的意义及国内外现状分析随着人类生产活动，包括采矿，冶炼，污灌和磷肥的施用等工农业活动，以及人类长期忽视，导致环境镉污染越来越严重。镉是毒性最大的重金属之一，在人体中的镉都是在出生后由环境摄取而累积于体内的。长期食用受镉污染的地区所生长的大米会引起慢性中毒，从而损害人体健康。20世纪60年代在日本富山县发现的“痛痛病”就是震惊世界的金属镉污染的典型

3、事例。镉的危害主要是对动物骨骼中钙的置换，造成骨脱钙，使得骨质变形及软化。尽管Cd不是植物的必需营养元素，对植物没有任何生理功能，但Cd可以通过必需营养元素Ca2＋、Fe2＋、Mn2＋和Zn2＋的吸收系统而被植物吸收。在植物体内Cd结合在必需营养元素的结合位点上，干扰必需营养元素功能的发挥。Cd毒害可以使植物根系和叶片亚细胞结构发生变化，Cd处理植物叶绿体的基粒变形，类囊体膜扩大，质体小球和淀粉粒数量和体积增加；线粒体增加，线粒体膜变形；液泡和核仁数量和体积增加；细胞质浓缩质壁分离；液泡中和细胞壁上产生了Cd的电子密集和晶体化现象。C

4、d胁迫还可以诱导光合作用、呼吸作用以及水分代谢紊乱。铁是对植物生长发育具有重要生理功能的必需营养元素之一，也是研究最早最多的微量元素。铁在植物体内主要参与光合作用、呼吸作用、氮代谢、激素的生物合成、ROS的产生和消除等过程。细胞中80％的Fe位于叶绿体上，Fe在叶绿素的合成过程中发挥着特殊的作用，在光合电子链中Fe以血红素铁卟啉复合体为辅基的细胞色素和含硫的铁氧还蛋白参与光合电子的传递，Fe还以铁氧还蛋白在光合电子链末端将电子传递给分子氧（O2），形成了超氧自由基（O2-˙），同时Fe又参与和调节清除自由基的酶系统，如FeSOD，CA

5、T，POD等的形成和活化，以此保持细胞内自由基产生和消除的动态平衡。Fe在维持叶绿体中类囊体膜的结构和功能的完整性非常重要。由此可见，铁镉两种元素对植物生理过程具有相反的作用，而且产生相互作用的主要场所在于它们共同参与的生理生化过程中。因此两者在参与植物的生理过程中势必存在复杂的相互作用．Fe、Cd互作的相关研究主要集中在以下3个方面:第一，Cd的存在能够诱发植物出现缺Fe症状，导致缺Fe的原因，不仅在于Cd通过竞争作用抑制了植物对Fe的吸收，而且还阻止了Fe从根系向地上部运输;第二，缺Fe可以促进植物对Cd的吸收。第三，外源供应多余

6、的Fe(中等过量)能够减少植物对Cd的吸收，缓解Cd对植物的毒害．本项目选择水稻作为供试植物，因为水稻对镉的毒害非常敏感，而且是一种吸收铁营养较高的植物，研究不同铁镉处理下，水稻叶肉细胞超显微结构的变化，尤其是叶绿体结构的变化状况，明确铁镉各自对显微结构的影响以及两者交互作用下显微结构的响应。参考文献1孙明茂，洪夏铁，李圭星，曹桂兰，于元杰，韩龙植，2006，水稻籽粒微量元素含量的遗传研究进展.中国农业科学，39：1947-1955.2胡树林，徐庆国,黄启为.2001，香米品质与微量元素含量特征关系的研究[J].作物科学，4:12-1

7、53张玉烛,王凯荣,刘见平,等2006,稻米质量安全控制技术研究与示范[J].作物研究,4:287-296.4肖美秀,林文雄,陈祥旭,等2006,镉在水稻体内的分配规律与水稻耐镉性的关系[J].中国农学通报,22(2):379-381.5ChenRF,ShenRF,GuP,DongXY,DuCW,MaJF.2006.ResponseofRice(Oryzasativa)withrootsurfaceironplaqueunderaluminiumstress.AnnBot98:389–395.6ClemensS.2006.Toxicm

8、etalaccumulation,responsestoexposureandmechanismsoftoleranceinplants.Biochimie88:1707-1719.7DalCorsoG,Farinati