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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 水楊酸對(duì)廢電池脅迫下小麥幼苗抗氧化酶活性及生理特性的影響
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 水楊酸(SA)是廣泛存在于植物體內(nèi)的酚類內(nèi)源性植物激素和重要的信號(hào)分子，在植物對(duì)抗生物和非生物脅迫的防御反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。用不同濃度水楊酸處理對(duì)廢電池脅迫下，小麥幼苗抗氧化酶及生理特性的影響。結(jié)果表明，廢電池脅迫下，顯示出一定的毒害效應(yīng)；低濃度SA能緩解廢電池對(duì)小麥幼苗的毒害作用，高濃度SA緩解作用降低。
- 詳細(xì)介紹：
- 廢電池中含有汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鎳(Ni)、錳(Mn)等重金屬及酸、堿等電解質(zhì)溶液，這些物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，危害生物。據(jù)報(bào)道，廢電池浸提液能明顯抑制小麥種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)[1]。有關(guān)Hg、Cd、Pb、Ni、Mn等單一重金屬對(duì)植物的毒害作用也有大量報(bào)道，廢電池中的Hg、Cd、Pb不是植物生長(zhǎng)所必需的元素，在這些重金屬脅迫下，植物保護(hù)酶系統(tǒng)紊亂，膜脂過氧化作用加劇[2-4]，幼苗根系的生長(zhǎng)受到抑制、染色體發(fā)生畸變[5-6]；光合作用和蒸騰作用及其他代謝過程受到干擾，最終降低植物的產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。Hg、Cd脅迫下的魚腥草甚至出現(xiàn)細(xì)胞葉綠體、線粒體嵴突膨脹，膜破損，核膜破裂等現(xiàn)象[2]。盡管Ni和Mn是植物生長(zhǎng)和發(fā)育必需的微量元素，作為代謝過程中酶的組成元素及活化劑參與植物的分解代謝過程[8]，但過量的Ni和Mn擾亂植物體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)和活性氧(Reactive Oxygens Species，ROS)的代謝平衡，從而導(dǎo)致氧化損傷，降低光合和呼吸速率，引起產(chǎn)量下降[9-11]。因此，如何緩解重金屬對(duì)植物的毒害、解決廢電池的污染問題越來越受到人們的關(guān)注。 水楊酸(SA)是廣泛存在于植物體內(nèi)的酚類內(nèi)源性植物激素和重要的信號(hào)分子，在植物對(duì)抗生物[12]和非生物脅迫的防御反應(yīng)中起關(guān)鍵作用[13]。植物受到不良環(huán)境脅迫時(shí)，SA通過H2O2介導(dǎo)的信號(hào)途徑，激活NPR1,TGA和WRKY[14-15]等轉(zhuǎn)錄因子的活化與互作，誘導(dǎo)PR基因的表達(dá)及抗性相關(guān)酶的生成，并調(diào)節(jié)植物抗氧化系統(tǒng)活性，減輕不良因素對(duì)植物的傷害[11,16-17]。如，SA處理增強(qiáng)Cd脅迫下玉米抗氧化酶活性，提高抗性[18]；緩解Cd、Pb、Hg和Mn等重金屬離子對(duì)植物的毒害效應(yīng)[9,19-21]。但SA能否緩解廢電池這種多種金屬對(duì)植物的脅迫，還未有人報(bào)道。本文以小麥為材料，采用土培法，研究了不同濃度SA對(duì)廢電池液處理下小麥幼苗抗氧化酶及生理特性的影響，旨在為緩解廢電池污染造成的毒害和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供一定的理論依據(jù)，也為干旱地區(qū)污水乃至廢水的合理利用提供有益的幫助。 用不同濃度水楊酸(SA)處理對(duì)廢電池脅迫下，小麥幼苗抗氧化酶及生理特性的影響。結(jié)果表明，廢電池脅迫下，超氧化物歧化酶(SOD)活性升高，過氧化物酶(POD)活性降低，光合色素、可溶性蛋白含量下降，脯氨酸和丙二醛(MDA)含量升高，電導(dǎo)率增大，膜穩(wěn)定性降低，顯示出一定的毒害效應(yīng)；低濃度(≤50mg/L)的外源SA處理能夠明顯增強(qiáng)廢電池脅迫下小麥葉片SOD、POD活性，改善多項(xiàng)指標(biāo)，但隨著SA濃度升高，SOD和POD酶活性逐漸降低。說明低濃度SA能通過刺激抗氧化酶活性，減輕氧化脅迫，緩解廢電池對(duì)小麥幼苗的毒害作用。高濃度SA(≥50mg/L)緩解作用降低。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：廢電池中含有多種重金屬及酸、堿等電解質(zhì)溶液，這些物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，危害生物。為重金屬污染的修復(fù)提供依據(jù)。 思路：實(shí)驗(yàn)以小麥為研究對(duì)象，通過查閱大量文獻(xiàn)資料，并以科學(xué)的方法技術(shù)測(cè)定小麥的SOD、POD、MDA、可溶性蛋白、游離脯氨酸、光合色素和電導(dǎo)率等生理指標(biāo)，采用科學(xué)的方法分析處理數(shù)據(jù)，進(jìn)而得出不同濃度水楊酸對(duì)廢電池脅迫下小麥幼苗抗氧化酶活性及生理特性的影響
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 水楊酸(SA)是廣泛存在于植物體內(nèi)的酚類內(nèi)源性植物激素和重要的信號(hào)分子，在植物對(duì)抗生物和非生物脅迫的防御反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。植物受到不良環(huán)境脅迫時(shí)，SA通過一定的途徑，激活轉(zhuǎn)錄因子的活化與互作，誘導(dǎo)PR基因的表達(dá)及抗性相關(guān)酶的生成，并調(diào)節(jié)植物抗氧化系統(tǒng)活性，減輕不良因素對(duì)植物的傷害。如，SA處理增強(qiáng)Cd脅迫下玉米抗氧化酶活性，提高抗性，但SA能否緩解廢電池這種多種金屬對(duì)植物的脅迫，還未有人報(bào)道。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 可以為緩解廢電池污染造成的毒害和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供一定的理論依據(jù)，對(duì)研究水楊酸能提高植物抗性的領(lǐng)域提供參考，也為干旱地區(qū)污水乃至廢水的合理利用提供有益的幫助。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 采用不同濃度的水楊酸分別對(duì)廢電池脅迫下的小麥種子及幼苗進(jìn)行處理，研究水楊酸對(duì)廢電池脅迫下小麥幼苗抗氧化酶活性及生理特性的影響。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，廢電池浸出液處理下，超氧化物歧化酶(SOD)活性升高，過氧化物酶(POD)活性降低，光合色素、可溶性蛋白含量下降，脯氨酸和丙二醛(MDA)含量升高，電導(dǎo)率增大，膜穩(wěn)定性降低，顯示出一定的毒害效應(yīng)。水楊酸處理能夠明顯增強(qiáng)廢電池脅迫下小麥根系的活力，改善多項(xiàng)指標(biāo)。廢電池浸出液對(duì)小麥種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育有抑制和毒害作用，一定濃度的水楊酸能夠緩解廢電池對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)發(fā)育所造成的抑制和毒害作用。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 用不同濃度水楊酸處理對(duì)廢電池脅迫下，小麥幼苗抗氧化酶及生理特性的影響。結(jié)果表明，廢電池脅迫下，顯示出一定的毒害效應(yīng)；低濃度SA能緩解廢電池對(duì)小麥幼苗的毒害作用，高濃度SA緩解作用降低。
參考文獻(xiàn)
- [1] 姚錦秋，王云，齊廣，等．廢電池浸提液對(duì)小麥種子發(fā)芽影響的初步研究[J]．內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2007, 22(6) : 637-641． [2] 谷巍，施國(guó)新，巢建國(guó)，等．汞、鎘、銅污染對(duì)魚草細(xì)胞膜系統(tǒng)的毒害作用[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008, 19(5) : 1138-1143． [3] 劉周莉，何興元，陳瑋．鎘脅迫對(duì)金銀花生理生態(tài)特征的影響[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009, 20 (1) : 40- 44． [4] Reddy A M, Kumar S G, Jyothsnakumari G, et al．Lead induced changes in antioxidantmetabolism of horsegram(Macrot lom a uni lorum (Lam.)Verdc) andbengalgram(Cicer arietinum L.)[J]．Chemosphere, 2005, 60:97-104． [5] 何俊瑜，任艷芳，嚴(yán)玉萍，等．鎘脅迫對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)和根尖細(xì)胞分裂的影響[J]．土壤學(xué)報(bào)，2010，47(1) :138-144． [6] Kozhevnikova A D，Seregin I V，Bystrova E I，et a1．Effects of heavy metals and strontium on division of root cap cells and meristem structural organization[J]．Russian Journal of Plant Physiology，2007，54(2)：257- 266 [7] 孫光聞，朱祝軍，方學(xué)智．不同鎘水平對(duì)白菜生長(zhǎng)及抗氧化酶活性的影響[J]．園藝學(xué)報(bào)，2004，3l (3) : 378-380． [8] Mukaopadhyay M J, Sharma A. Manganese in cell metabolism of higher plants[J]. The Botanical Review 1991, 57(2)： 117-149.
同類課題研究水平概述
- 廢電池中含有汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鎳(Ni)、錳(Mn)等重金屬及酸、堿等電解質(zhì)溶液，這些物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，危害生物。據(jù)報(bào)道，廢電池浸提液明顯抑制小麥種子發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)，有關(guān)Hg、Cd、Pb、Ni、Mn等單一重金屬對(duì)植物的毒害作用也有大量報(bào)道， Hg、Cd脅迫下的魚草甚至出現(xiàn)細(xì)胞葉綠體、線粒體嵴突膨脹，膜破損，核膜破裂等現(xiàn)象。盡管Ni和Mn是植物生長(zhǎng)和發(fā)育必需的微量元素，作為代謝過程中酶的組成元素及活化劑參與植物的分解代謝過程，但過量的Ni和Mn擾亂植物體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)和活性氧(Reactive Oxygens Species，ROS)的代謝平衡，從而導(dǎo)致氧化損傷，降低光合和呼吸速率，引起產(chǎn)量下降。因此，如何緩解重金屬對(duì)植物的毒害、解決廢電池的污染問題越來越受到人們的關(guān)注。 水楊酸(SA)是廣泛存在于植物體內(nèi)的酚類內(nèi)源性植物激素和重要的信號(hào)分子，在植物對(duì)抗生物和非生物脅迫的防御反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)顯示，植物受到不良環(huán)境脅迫時(shí)，SA通過H2O2介導(dǎo)的信號(hào)途徑，激活NPR1,TGA和WRKY等轉(zhuǎn)錄因子的活化與互作，誘導(dǎo)PR基因的表達(dá)及抗性相關(guān)酶的生成，并調(diào)節(jié)植物抗氧化系統(tǒng)活性，減輕不良因素對(duì)植物的傷害。如，SA處理增強(qiáng)Cd脅迫下玉米抗氧化酶活性，提高抗性；緩解Cd、Pb、Hg和Mn等重金屬對(duì)植物的毒害效應(yīng)，但SA能否緩解廢電池這種多種金屬對(duì)植物的脅迫，還未有人報(bào)道。
