鎘、鉻脅迫以及硒對水稻幼苗生理生化影響的研究.pdf

1、本文以鎘、鉻和硒為材料，以雜交水稻“Ⅰ優(yōu)974”為研究對象，采用溶液培養(yǎng)，通過研究鎘、鉻脅迫以及Se 對水稻幼苗生理生化的影響，研究了重金屬脅迫對水稻傷害機(jī)理及水稻耐性機(jī)制，同時(shí)進(jìn)行了低濃度的Se 在一定程度上緩解重金屬離子對水稻的毒害作用機(jī)理的研究。結(jié)果表明: 1. 鎘、鉻脅迫以及硒對水稻幼苗生長量的影響：（1）Cd2+ 、Cr6+ 在較低的濃度（≤25μmol/L）時(shí)，促進(jìn)了水稻幼苗生長量的增加；隨著Cd2+ 、Cr6+濃度

2、的增加，水稻幼苗的生長受到了抑制，表現(xiàn)在株高、根長、鮮重和干重均減少，對水稻幼苗生長的毒害作用鎘大于鉻。（2）低濃度的Se（≤15μmol/L），對水稻幼苗株高、主根長、鮮重和干重起促進(jìn)作用；高濃度的Se（≥25μmol/L），則使水稻幼苗生長量受到不同程度的抑制。（3）低濃度的Se（15μmol/L）與Cd2+（100μmol/L）、Se（12.5μmol/L）與Cr6+（100μmol/L）混合，與Cd2+（100μmol/L）或C

3、r6+（100μmol/L）單一脅迫下比較，前者的株高、鮮重和干重均有增加，表明Se 可能減輕Cd2+或Cr6+對水稻幼苗生長的毒害作用。 2. 鎘、鉻脅迫以及硒對水稻幼苗葉片葉綠素的影響：(1) 隨著Cd2+ 、Cr6+ 以及Se 濃度的提高，葉片的葉綠素含量呈現(xiàn)先上升后大幅度下降的趨勢。(2) 低濃度的Se（15μmol/L）與Cd2+（100μmol/L）、Se（12.5μmol/L）與Cr6+（100μmol/L）混合，

4、與濃度100μmol/L 的Cd2+或Cr6+單一脅迫下比較，Se 可以減輕重金屬離子對水稻幼苗葉綠素的分解。 3. 鎘、鉻脅迫以及硒對水稻幼苗葉片的膜脂過氧化作用：(1) 低濃度的Cd2+ 、Cr6+脅迫及Se 能誘導(dǎo)水稻產(chǎn)生相應(yīng)的防御措施，降低葉片中MDA 的含量，減少膜脂過氧化產(chǎn)物；高濃度的鎘、鉻脅迫及Se 能明顯促進(jìn)水稻葉片細(xì)胞的膜脂過氧化和脫脂，破壞了水稻體內(nèi)的防御能力，增加葉片中MDA 的含量。(2) 低濃度的Se（

5、15μmol/L）與Cd2+（100μmol/L）、Se（12.5μmol/L）與Cr6+（100μmol/L）混合, 與Cd2+（100μmol/L）或Cr6+（100μmol/L）單一脅迫下相比，Se 可有效降低被Cd2+ 、Cr6+脅迫所產(chǎn)生的膜脂過氧化水平，降低水稻葉片中MDA 的含量。 4. 鎘、鉻脅迫以及硒對水稻幼苗葉片抗氧化酶活性的影響：(1) 隨著Cd2+ 、Cr6+濃度的增加，水稻幼苗葉片POD 活性均呈現(xiàn)出先

6、上升后下降的趨勢；SOD 活性呈現(xiàn)持續(xù)上升后略有下降的趨勢，且均高于對照；CAT活性先略有上升，后迅速下降的趨勢。(2)低濃度的Se 和Cd2+ 或Cr6+混合，與Cd2+ 或Cr6+單一脅迫下比較，能有效提高葉片的POD 的活性，對SOD、CAT 的活性影響不是很明顯。POD 的活性的提高，使水稻的抗逆性提高，水稻幼苗受重金屬的毒害在一定程度上得到了緩解。 5. 鎘、鉻脅迫以及硒對水稻幼苗葉片抗氧化酶同工酶表達(dá)的影響：(1)

7、在正常情況下，水稻幼苗葉片有6 條POD 同工酶表達(dá)；SOD 同工酶主要表達(dá)了Fe-SOD (SODⅤ) , 其余為Cu/Zn-SOD (SODⅢ、SODⅣ、SODⅥ) 和未知酶帶（SODⅠ），其中Cu/Zn-SOD (SODⅡ)不表達(dá)，Cu/Zn-SOD （SODⅢ、SODⅥ）表達(dá)較弱；CAT 同工酶有1 條表達(dá)。(2) Cd2+ 、Cr6+脅迫對水稻幼苗葉片POD、CAT 同工酶表達(dá)的影響相似，都表現(xiàn)為低濃度下受到激活，高濃度下受到

8、抑制；SOD 同工酶的表達(dá)受到激活。Cd2+ 、Cr6+主要影響水稻葉片PODⅤ和PODⅥ的表達(dá)，說明這2 條POD 同工酶與水稻耐受鎘和鉻有關(guān)；對水稻葉片SOD 同工酶表達(dá)的影響顯著差異性不明顯；水稻葉片CAT同工酶表達(dá)隨著鎘濃度的升高逐步受到抑制，而CAT 同工酶的表達(dá)在低濃度鉻下增強(qiáng)，高濃度下其表達(dá)有所減弱，說明水稻葉片CAT 同工酶的表達(dá)對這2 種重金屬的敏感度不同。(3) 低濃度的Se，葉片POD 同工酶受到不同程度的激活，S