外源L-抗坏血酸对Cr6+胁迫下小麦根际pH值和有机酸分泌的影响及其缓解机理研究
时间:2020-05-05 14:51 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要：采用水培试验，以Cr6+ 耐性品种（扬麦16）和Cr6+ 敏感品种（豫麦51）为实验材料，研究了外源抗坏血酸（ AsA ）对 Cr6+ 胁迫下小麦根际 pH、根尖质膜 H+ - ATPase 活性变化、 NH4+ 和 NO3- 离子吸收、根系分泌的有机酸种类及含量变化、分泌的有机酸对 DPPH 自由基的清除效应及其对 Cr6+ 络合效应。实验结果表明：外源 AsA 缓解处理可以提高小麦根系质膜 H+ - ATPase 活性，增强根系对铵态氮（ NH4+ - N ）的吸收速率，从而更好的维持小麦正常生长所需的酸性环境；使小麦根系分泌更多的柠檬酸和酒石酸等有机酸，而且这些有机酸可以在酸性环境中还原和螯合一部分 Cr6+ 并参与清除体外自由基的反应，这些变化对于减轻 Cr6+ 胁迫对小麦造成的毒害效应都发挥着重要的作用。48428 毕业论文关键词：铬；小麦（ Triticum aestivum L. ）；根际pH；有机酸 Effect and alleviative mechanism of exogenous L-ascorbic acid on wheat rhizosphere pH and organic acid secretion under Cr6+ stress Abstract：The effect of exogenous AsA on wheat（Triticum aestivum L.）rhizosphere pH, apical plasma membrane, H+-ATPase activity changes, NH4+ and NO3- ion absorption, types and content change of organic acids secreted by roots, scavenging effects on DPPH radical and complexation effect on Cr6+ by organic acids secreted were investigated by hydroponic experiment using two wheat variety differing in Cr6+ tolerance. The experimental results show that the treatment of exogenous AsA can increase the H+-ATPase activity of wheat root plasma membrane, and enhance the absorption rate of the root on ammonium nitrogen (NH4+-N), so as to better maintain the acidic environment required for the normal growth of wheat. Under different pH conditions, the rate of reduction of organic acids secreted by the roots to Cr6+ increased with the decrease of pH value and the extension of treatment time. At the same time, the root of wheat can secrete more citric acid, tartaric acid and other organic acids, These organic acids are able to restore and chelate some Cr6+ in an acidic environment and participate in the reaction of scavenging radicals in vitro, these changes to reduce the damage caused by Cr6+ on wheat play very important roles. Key words: chromium; wheat（Triticum aestivum L.）; rhizosphere pH; organic acid 目 录 摘要 1 关键词 1 Abstract 1 Key words 2 引言 2 1 材料与方法 3 1.1 试验材料 3 1.2 试验设计 3 1.3 测定项目与方法 3 1.4 数据处理和作图 5 2 结果与分析 5 2.1 外源 AsA 处理对 Cr6+ 胁迫下小麦根际 pH 值变化的影响 5 2.2 外源 AsA 处理对Cr6+胁迫下小麦根系有机酸分泌的影响 6 2.3 不同 pH 条件下，小麦根系分泌有机酸对 Cr6+ 含量变化的影响 8 2.4 外源 AsA 处理下，小麦根系分泌的有机酸对环境中 Cr6+ 络合效应 9 2.5 外源 AsA 处理下，Cr6+ 胁迫小麦分泌的有机酸对 DPPH 自由基的清除作用 10 2.6 外源 AsA 处理对 Cr6+ 胁迫小麦根尖细胞质膜 H+ - ATPase 活性的影响 11 2.7 外源 AsA 处理对 Cr6+ 胁迫下小麦根系 NH4+ 和 NO3- 吸收的影响 12 3 讨论 15 致谢 18 参考文献 19 外源 L - 抗坏血酸对 Cr6+ 胁迫下小麦根际 pH 值和有机酸分泌的影响及其缓解机理研究 引言 有研究指出，植物体内 AsA 降解会形成草酸、酒石酸等低分子量有机酸，这些低分子量有机酸在植物体内可与金属元素发生螯合作用，使离子态金属转变成低毒或无毒的螯合态，进而提高植物抵御重金属胁迫的能力[1-2]。近些年研究表明，人工合成的螯合剂如乙二胺四乙酸（ EDTA ）和二乙胺三胺五乙酸（ DTPA ）和植物根系分泌的草酸、柠檬酸等可以与重金属离子结合，并使结合态的重金属离子更易于被植物吸收[3]。Freitas 等研究发现，柠檬酸可以有效增强重金属离子在土壤中的溶解性，并使向日葵、芦苇、香蒲等植物体内重金属含量显著升高[4]。Gunawardana等在含有重金属离子的培养液中添加EDDS（氨基多羧酸，天然螯合剂），结果植物体内重金属含量升高，但对植物地上部生物量未产生显著抑制[5]。Das等在以小麦为实验材料的研究中发现， Cr6+ 胁迫下外施有机酸可以有效缓解 Cr6+ 毒害对根系和地上部生长的抑制作用[6]。Ehans等在对甘蓝型油菜的研究中也得到相似的结论[7]。自然环境中的Fe（II）、Sr2+、富里酸和低分子量的有机化合物可以将Cr（VI）还原为Cr（III），且这种还原反应随着根际pH降低而逐渐加强[8-10]。植物具有从环境中吸收，转移和积累重金属和有机酸的能力，为了保持植物内外电荷平衡，当植物从环境中吸收的阳离子（如Na+、Ca2+ 等）多于阴离子（如NO3-、SO42- ）时，就会通过根系向环境中释放质子以维持体内外电荷平衡[11]。根际 pH降低（酸化），增加了含铝和锌化合物的溶解性，导致植物对铝或锌的吸收增强[11]。 由根系活动导致的根际土壤pH值变化对大量和微量营养元素、潜在有毒重金属的如 Cd 、Cr和 Hg 的生物有效性都有显著的影响[11]。综上所述，植物体合成和分泌的一些低分子量有机酸在减轻重金属胁迫对植物造成的伤害中发挥着重要的作用，而植物根际 pH 值变化对Cr6+ 生物有效性之间关系紧密， (责任编辑：qin) |