酸雨形成的原因包括火山爆发喷出的硫化物、森林火灾形成的硫氧化物和细菌分解产生的二甲基硫及氮化物等自然本身因素和工业产生、燃烧煤炭、石油及汽车尾气和居民生活等过程中产生的大量二氧化硫及氮氧化物的人类行为。

1.1.2  酸雨的地区分布

酸雨以前主要分布在经济发展较快的西欧和北美，但随着东南亚地区经济的飞速发展，其变成了全球第三大酸雨区,此酸雨区中酸雨情况最为严重的是中国，中国酸雨区的覆盖面积最大且酸性最强 [4]。在80年代，中国酸雨区的代表为西南地区，主要城市有贵阳、柳州、重庆等；90年代中期，酸雨的范围进一步扩大，华中地区成为了全国酸雨污染最为严重的地区，代表城市有长沙、怀化等；此外，华东沿海地区也变成了我国主要的酸雨区，华北、东北地区也出现局部酸性降水 [5,6]。经济和工业化发展最快的广东省受到酸雨的影响最为严重。据广州市环境监测中心站资料统计，1985—2002年广东省重酸雨区（即降水年平均pH值在3.4—4.5之间）面积占全省总面积的17.5%,全省约80％的地区受到酸雨不同程度的影响[7]。

1.2  酸雨对植物的危害

农业生态平衡及农作物本身受到酸雨的危害引起了人们越来越多的关注。酸雨能改变生态环境，如随着河流、湖泊的酸化，水生生物的生长和生殖受到影响，造成种类和数量的减少甚至灭绝；酸雨落在植物的叶片表面，叶片会受到直接的伤害；酸雨造成的土壤酸化不仅影响植物的生长发育，同时能使土壤里某些金属元素如镉等活泼起来，易被植物吸收积累而引起其它污染问题[8]。

相关实验数据说明，当酸雨酸度达到一定pH时，植物细胞的亚显微结构就会被破坏，从而叶绿素含量和光合速率就会降低 ，出现可见症状，阻碍生长发育，导致作物减产，不同种类的植物对酸雨的敏感现象表现不一[9]。

1.3  立题依据和研究意义

20世纪以来，随着经济和科技的突飞猛进，地球上的环境污染也越来越严重。其中酸雨是全球环境污染的重要因素之一，随着生产力的大力发展，污染物的大量排放，酸雨降落的次数越来越多，土壤酸化程度进一步加强并且范围进一步扩大。保护生态环境、保护地球已成为全球共同的呼声。酸雨这一因素是全球经济和社会可持续发展受到限制的关键因素。

本实验用野生型拟南芥和CAS突变体为材料，研究在pH 3.0条件下，野生型拟南芥和CAS突变体的生理响应。其中模拟酸雨的酸度选取pH 3.0的原因有：全球大部分酸雨区的空气污染非常严重，其酸雨酸度都达到pH 3.0，甚至更低；其次是有一些研究报告表明许多植物承受酸度范围为pH 3.0-4.0。而选拟南芥做为材料的原因是拟南芥是一种模式植物，具有植株形态个体小、生长周期短、种子多、形态特征简单，生命力强、基因组小等特点。同时该植物具有高等植物的一般特点，广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究，具有较高的经济价值。因此，国际植物学及各国政府对拟南芥的研究十分重视。

2  材料与方法

2.1  材料培养与处理

2.1.1  材料培养

选择拟南芥（Arabidopsis thaliana）Col-0（Colombia）和CAS突变体作为实验材料。 

选取籽粒饱满在超净工作台中将其表面灭菌（75%乙醇灭菌30 s，无菌水冲洗3遍，10%次氯酸钠消毒10 min，无菌水冲洗6遍）后，用0.1%的琼脂悬浮，点播在含有1/2MS，30%蔗糖的培养基的90 mm的培养皿中的滤纸上（为了便于处理换液，用两层滤纸代替琼脂当做支撑物），封口膜将培养皿封好，放在4°C冰箱中春化两到三天。春化后的种子播种到营养土和蛭石2∶1的混合物中室温培养1周。1周后将小苗移种到营养土和蛭石4∶1的混合物中室温培养2周。浇水2次，土湿润即可。室温为22℃±1℃，相对湿度约70%，光周期为16h光/ 8h暗，光照强度为90μmol m-2s-1。