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中国黄连木（Pistacia chinensis Bunge）重金属及模拟酸雨逆境生理的研究

作　者: 隋岩洁
导　师: 李凌
学　校: 西南大学
专　业: 花卉学
关键词: 中国黄连木(P.chinensis Bunge) Hg2+ Cd2+ 模拟酸雨
分类号: S792.99
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 97次
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内容摘要

中国黄连木（Pistacia chinesis Bunge）为漆树科黄连木属落叶乔木。原产我国,广泛分布于华北、华东、中南、西南、华南、西北等地区。黄连木喜光,主根发达,抗风力与萌芽力强,耐干旱瘠薄,在微酸性到微碱性的土壤中均能生长,是一种良好的低山造林绿化树种。抗二氧化硫、氯化氢和煤烟,寿命长达几百年。近年来,重金属污染和酸雨已成为世界性的环境问题,引起广泛重视。各国相继开展了这一领域的研究,但多局限于农作物,对园林植物研究较少。黄连木作为油料、用材、观赏、水源涵养树种,具有巨大的开发潜力。目前,对中国黄连木的研究报道主要集中于抗旱生理及幼苗施肥试验。而对重金属和酸雨胁迫的逆境研究未见报道。本实验以中国黄连木为材料,研究了Hg²⁺、Cd²⁺胁迫及模拟酸雨胁迫对黄连木部分生理指标的影响,以期为黄连木的进一步利用提供理论依据。采用不同浓度的Hg²⁺、cd²⁺对二年生黄连木盆栽幼苗进行处理,在对部分生理指标进行测定后发现:经Hg²⁺、Cd²⁺处理后,叶绿素的含量总体上呈减少的趋势。特别是Hg²⁺浓度大于0.10mg/kg叶绿素含量下降趋势明显,与对照相比下降了6.9%。叶片可溶性糖含量测定发现,pb²⁺和Hg²⁺均能使黄连木叶片内可溶性糖积累,并且随着重金属胁迫浓度的增加,可溶性糖含量呈增加的趋势,并随胁迫时间的延长呈下降的趋势。当Hg²⁺浓度为0.15mg/kg时,黄连木可溶性糖含量在20d与10d时相比下降了9.2%。Cd²⁺浓度为0.15mg/kg处理的可溶性糖含量在5d和10d时与对照呈显著差异。Cd²⁺胁迫下,当Cd²⁺浓度大于0.10mg/kg时可溶性糖含量呈明显下降趋势。Cd²⁺浓度为0.10mg/kg在5d与对照呈显著差异。MDA含量测定发现,随着Hg²⁺、cd²⁺浓度的增加,MDA含量呈现显著上升趋势。尤其当Hg²⁺、Cd²⁺浓度分别为0.20 mg/kg、0.10mg/kg时,MDA的含量达到最高,较对照分别增加了105.4%、87.5%,差异达到显著。在Cd²⁺浓度为0.10mg/kg时,MDA的含量在15d与10d相比下降显著,下降幅度为20.2%。对SOD测定发现,低浓度的Hg²⁺对其影响不大;当Hg²⁺浓度大于0.10mg/kg时,SOD活性随着时间延长表现为先上升后下降的趋势,峰值均出现在第10d。在Cd²⁺胁迫下,随着Cd²⁺浓度增加,SOD活性表现为连续下降的趋势。尤其当浓度达到0.10mg/kg以上时,SOD活性下降显著。POD活性测定发现,则随着处理时间的延长,Hg²⁺、cd²⁺胁迫下的POD活性均较对照高,尤其当浓度达到0.10mg/kg以上时,POD活性增加显著。黄连木叶中的脯氨酸含量随着Hg²⁺、cd²⁺处理浓度提高而不断增加。Hg²⁺浓度为0.20mg/kg处理15d时脯氨酸含量达到最高值O.130ug.g^-1,与对照相比增加了7.6倍。而Cd²⁺浓度为0.20mg/kg处理20d时脯氨酸含量达到最高值0.106ug.g^-1,与对照相比增加了5.2倍。酸雨胁迫下,随着处理浓度提高和时间延长,植株叶片受害逐渐严重。通过对其部分生理指标的测定发现:随着酸雨酸度的增大及胁迫时间的延长,黄连木叶绿素、净光合速率呈现略有上升后下降的趋势,特别是pH2.5的处理叶绿素的含量与对照相比降低了43.04%:pH3.5的处理在9d,气孔导度和蒸腾速率达到最低值,分别为对照的46.7%和42.7‰pH2.5的处理在胁迫期内,气孔导度和蒸腾速率呈显著下降趋势。并且在9d时达到最低值,分别为对照的26.7%和25.7%,差异极显著。叶片MDA含量和膜透性显著增加,两者呈显著正相关（r=0.9764）,并且在pH为2.5时,其细胞内的MDA含量显著增加。但处理后的MDA含量变化幅度大于膜透性的变幅,说明MDA的积累先于膜透性的增加。胁迫加剧了氧自由基的积累,诱发膜脂过氧化,产生大量MDA,最终导致细胞质膜透性增大。随着模拟酸雨pH值的下降,黄连木叶SOD的活性呈下降的趋势。当pH值为3.5和2.5时,其SOD活性迅速降低,分别下降了34.17%和57.25%,与对照有显著性差异（p＜0.05）。说明只有在pH值小于3.5时的降雨才会对黄连木的保护酶SOD活性产生较大影响。通过对重金属和模拟酸雨胁迫下的各生理指标的分析表明:黄连木能够适应Hg²⁺、cd²⁺为0.20mg/kg的污染胁迫,在重庆园地土壤重金属平均含量的条件下可以正常生长;此外,黄连木对酸雨也表现出一定的适应能力,只有在pH值小于3.5的情况下,才会对黄连木造成较大的伤害。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-10
第1章文献综述  10-21
  1.1 重金属污染  10
  1.2 重金属对植物的毒害  10-11
  1.3 重金属对植物的毒害机理  11
  1.4 植物对重金属毒害的抗性机理  11-14
    1.4.1 植物避性  12
    1.4.2 植物耐性  12
    1.4.3 金属排斥  12-13
    1.4.4 金属积累  13-14
  1.5 国内外镉汞污染研究现状  14-15
    1.5.1 镉污染土壤对植物的影响  14
    1.5.2 汞污染土壤对植物的影响  14-15
  1.6 酸雨问题  15-18
    1.6.1 酸雨对植物的危害  16-17
    1.6.2 酸雨对植物生理生化的影响  17-18
    1.6.3 酸雨对植物危害的可能的机理  18
  1.7 黄连木概述  18-21
    1.7.1 黄连木的生物学特性  18-19
    1.7.2 黄连木的综合利用  19
    1.7.3 黄连木的研究现状  19-21
第2章引言  21-22
第3章 Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫对黄连木生理的影响  22-33
  3.1 材料  22
  3.2 试验方法  22-24
    3.2.1 叶绿素含量的测定  22
    3.2.2 可溶性糖含量的测定:  22-23
    3.2.3 丙二醛(MDA)含量的测定  23
    3.2.4 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定  23
    3.2.5 过氧化物歧化酶(POD)含量的测定  23-24
    3.2.6 脯氨酸含量的测定  24
  3.3 结果与讨论  24-31
    3.3.1 Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫对黄连木叶绿素的影响  24-25
    3.3.2 Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫对黄连木可溶性糖含量的影响  25-26
    3.3.3 Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫对黄连木丙二醛(MDA)含量的影响  26-27
    3.3.4 Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫对黄连木超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响  27-29
    3.3.5 Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫对黄连木POD活性的影响  29-30
    3.3.6 Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫对黄连木脯氨酸含量的影响  30-31
  3.4 小结  31-33
第4章酸雨胁迫对黄连木生理的影响  33-38
  4.1 材料  33
  4.2 试验方法  33-34
    4.2.1 模拟酸雨处理  33
    4.2.2 叶绿素含量的测定  33
    4.2.3 净光合速率及其相关参数测定  33
    4.2.4 丙二醛(MDA)含量的测定  33-34
    4.2.5 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定  34
  4.3 结果与分析  34-37
    4.3.1 模拟酸雨对黄连木叶绿素的影响  34-35
    4.3.2 模拟酸雨对黄连木光合特性影响  35-36
    4.3.3 模拟酸雨对黄连木丙二醛(MDA)含量的影响  36-37
    4.3.4 模拟酸雨对黄连木叶超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响  37
  4.4 小结  37-38
第5章讨论  38-39
参考文献  39-44
致谢  44-45
在读期间发表的论文  45

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