基本信息
- 項目名稱：
- 水楊酸對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
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 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分子，在植物對抗生物和非生物脅迫的防御反應中起關(guān)鍵作用。用不同濃度水楊酸處理對廢電池脅迫下，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；低濃度SA能緩解廢電池對小麥幼苗的毒害作用，高濃度SA緩解作用降低。
- 詳細介紹：
- 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)進入環(huán)境會嚴重污染環(huán)境，危害生物。據(jù)報道，廢電池浸提液能明顯抑制小麥種子萌發(fā)和幼苗的生長[1]。有關(guān)Hg、Cd、Pb、Ni、Mn等單一重金屬對植物的毒害作用也有大量報道，廢電池中的Hg、Cd、Pb不是植物生長所必需的元素，在這些重金屬脅迫下，植物保護酶系統(tǒng)紊亂，膜脂過氧化作用加劇[2-4]，幼苗根系的生長受到抑制、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分子，在植物對抗生物[12]和非生物脅迫的防御反應中起關(guān)鍵作用[13]。植物受到不良環(huán)境脅迫時，SA通過H2O2介導的信號途徑，激活NPR1,TGA和WRKY[14-15]等轉(zhuǎn)錄因子的活化與互作，誘導PR基因的表達及抗性相關(guān)酶的生成，并調(diào)節(jié)植物抗氧化系統(tǒng)活性，減輕不良因素對植物的傷害[11,16-17]。如，SA處理增強Cd脅迫下玉米抗氧化酶活性，提高抗性[18]；緩解Cd、Pb、Hg和Mn等重金屬離子對植物的毒害效應[9,19-21]。但SA能否緩解廢電池這種多種金屬對植物的脅迫，還未有人報道。本文以小麥為材料，采用土培法，研究了不同濃度SA對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，電導率增大，膜穩(wěn)定性降低，顯示出一定的毒害效應；低濃度(≤50mg/L)的外源SA處理能夠明顯增強廢電池脅迫下小麥葉片SOD、POD活性，改善多項指標，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)進入環(huán)境會嚴重污染環(huán)境，危害生物。為重金屬污染的修復提供依據(jù)。 思路：實驗以小麥為研究對象，通過查閱大量文獻資料，并以科學的方法技術(shù)測定小麥的SOD、POD、MDA、可溶性蛋白、游離脯氨酸、光合色素和電導率等生理指標，采用科學的方法分析處理數(shù)據(jù)，進而得出不同濃度水楊酸對廢電池脅迫下小麥幼苗抗氧化酶活性及生理特性的影響
科學性、先進性及獨特之處
- 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分子，在植物對抗生物和非生物脅迫的防御反應中起關(guān)鍵作用。植物受到不良環(huán)境脅迫時，SA通過一定的途徑，激活轉(zhuǎn)錄因子的活化與互作，誘導PR基因的表達及抗性相關(guān)酶的生成，并調(diào)節(jié)植物抗氧化系統(tǒng)活性，減輕不良因素對植物的傷害。如，SA處理增強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植物的脅迫，還未有人報道。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 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)境保護提供一定的理論依據(jù)，對研究水楊酸能提高植物抗性的領域提供參考，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。
學術(shù)論文摘要
- 采用不同濃度的水楊酸分別對廢電池脅迫下的小麥種子及幼苗進行處理，研究水楊酸對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，電導率增大，膜穩(wěn)定性降低，顯示出一定的毒害效應。水楊酸處理能夠明顯增強廢電池脅迫下小麥根系的活力，改善多項指標。廢電池浸出液對小麥種子的萌發(fā)和幼苗的生長發(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小麥種子萌發(fā)及幼苗生長發(fā)育所造成的抑制和毒害作用。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 用不同濃度水楊酸處理對廢電池脅迫下，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；低濃度SA能緩解廢電池對小麥幼苗的毒害作用，高濃度SA緩解作用降低。
參考文獻
- [1] 姚錦秋，王云，齊廣，等．廢電池浸提液對小麥種子發(fā)芽影響的初步研究[J]．內(nèi)蒙古民族大學學報:自然科學版，2007, 22(6) : 637-641． [2] 谷巍，施國新，巢建國，等．汞、鎘、銅污染對魚草細胞膜系統(tǒng)的毒害作用[J]．應用生態(tài)學報，2008, 19(5) : 1138-1143． [3] 劉周莉，何興元，陳瑋．鎘脅迫對金銀花生理生態(tài)特征的影響[J]．應用生態(tài)學報，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，嚴玉萍，等．鎘脅迫對水稻幼苗生長和根尖細胞分裂的影響[J]．土壤學報，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，方學智．不同鎘水平對白菜生長及抗氧化酶活性的影響[J]．園藝學報，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
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