重金属Cu和Zn对高粱种子萌发及幼苗生长的影响

凯里学院本科毕业论文 本科毕业论文(设计)题目：重金属Cu和Zn对高粱种子萌发及幼苗生长的影响学 院： 环境与生命科学学院 专 业： 生物科学 班 级： 2009级 学生姓名： 赵丹 指导教师： 吴显芝 2013年月日 . 目录 目录.1摘要.2关键词.2Abstract.3Key words.31 前言.41.1 高粱的开发利用现状41.2研究的方法、目的和意义.42 研究对材料与方法42.1 材料.42.2 实验方法.42.3测定方法.52.31高粱种子萌发生理指标的测定方法.52.4 数据分析.53 结果与分析53.1不同浓度硫酸铜处理对发芽势和发芽率的影响53.2不同浓度硫酸锌处理对发芽势和发芽率的影响63.3不同浓度的铜对高粱幼苗生理及生物量的影响分析63.4不同浓度的锌对高粱幼苗生理和生物量的影响分析.74 讨论8参考文献.9致谢11重金属Cu和Zn对高粱种子萌发及幼苗生长的影响赵丹（凯里学院环境与生命科学学院 贵州凯里 556011）摘 要：本实验以高粱种子为研究对象，用清水作为对照组，研究用5、10、25、50、125、250、500mg/L的 7浓度梯度的铜和锌分别处理高粱种子后，研究对高粱种子萌发和生长过程中的苗鲜重，茎鲜重及干重，根鲜重及干重，茎长，根长，叶绿素，种子发芽势及发芽率的影响。研究结果表明，铜对高粱种子的萌发及生长过程中的各个指标都表现为抑制作用，并且浓度越高，抑制作用越强。锌处理后的研究结果表明，低浓度时发芽势和发芽率抑制作用强于高浓度的发芽势和发芽率，高浓度有利于发芽。其他的几个指标表现为低浓度为促进作用，高浓度为抑制作用。关键词：铜；锌；高粱种子；萌发Heavy metal Cu and zinc on the sorghum seeds germination and seedling growth impactZhao Dan(Carey college environment and the life science college of guizhou Carey, 556011)Abstract: the experiments to sorghum seeds as the research object, with water as control group, the five, ten, 25, fifty, 125, 250, 500 mg/L and concentration gradient of copper and zinc were processing sorghum seeds, study on sorghum seeds germination and growth in the process of MiaoXian heavy, stem fresh weight and dry weight, root fresh weight and dry weight, stem length, root length, chlorophyll, seed germination potential and the influence of the germination rate. The results show that the copper on the sorghum seeds germination and growth process in each index all represent inhibition, and the higher the concentration, the stronger inhibition. Zinc process after the research results show that low concentration germination potential and germination percentage inhibition than high levels of germination potential, germination rate and high concentration to sprout. Other indicators for the performance of the low concentration to promote ?Keywords: copper; Zinc; Sorghum seeds; germination1 前言1.1 高粱的开发利用现状高粱又被称为乌禾，是很重要的耐干旱的作物，它具有高产量，抗干旱，抗盐碱，抗洪涝等许多特性1。它作为粮食作物之一，它不仅可供人们食用，而且制造淀粉，酿酒等工业的原材料2其营养价值比较高，高粱籽粒其中的蛋白质的含量可达10.2%，在谷类作物中仅比小麦低了0.8%,脂肪的含量是3.0%，比谷子高1.3%，是很好的食用食物3。随着人口的不断增多和可利用的淡水资源的逐渐减少，高粱因为自身比较强的耐旱性，抗盐碱性，所具有的营养价值，在未来会成为很重要的农作物4。现今人民的生活水平逐渐的在改善，食用色素的得要求也一天比一天高，天然色素很受人们的喜爱，高粱的外壳可以作为色素提供的原料，经过了很多年的研究后，通过工业技术生产出来的色素产品被应用于食品业，医学等很多的领域5。近几十年来对高粱的研究有盐胁迫对高粱种子的影响6-9水胁迫对高粱种子的研究10,11 高粱种子纯度鉴定技术研究12，中国传统的高粱食品13， 我国爆粒高粱资源的发现与初步鉴定14, 高粱丝黑穗病菌营养成分分析及评价15等，可见高粱的研究广泛，有很好的应用前景。1.2研究的方法、目的和意义有关高粱的研究很广泛，但是在重金属对高粱种子萌发和生长方面的研究比较少，所以本实验通过不同浓度都锌和铜处理高粱种子后，理化分析的方法对高粱的苗鲜重，茎鲜重及干重，根鲜重及干重，茎长，根长，叶绿素，种子发芽势及发芽率进行研究。以为了以后选取适宜栽种环境提供理论依据，对生产有很重要的意义。2 材料与方法2.1 材料本实验采用的是产于贵州省毕节赫章县的高粱。2.2 实验方法 选则籽粒饱满，大小均匀的高粱种子，在75%的酒精中消毒30s，用蒸馏水冲洗3次，放置42oC的电热恒温水浴锅泡30min，每5分钟搅拌1次，搅拌好后，把种子置于铺好的纸上备用。用zn(SO4).7H20,CuSO4分别配制成 5、10、25、50、125、250、500mg/L的 7浓度梯度，并将泡过的种子放入配置好的相应溶液中，以蒸馏水作为对照，置于常温下泡12小时，取出后用镊子将种子整齐地排列在铺有3层纸的培养皿中，每培养皿50粒置于常温下培养，每日用相应的浓度zn(SO4).7H20和CuSO4溶液将种子和纸打湿，保持发芽环境湿润，每个处理3个重复，发芽期间每隔24h记录1次种子萌发数。2.3测定方法2.3.1高粱种子萌发生理指标的测定方法胚根长度达到种子1/2即认为发芽，培养3天测发芽势，7d 测定发芽率，7d后全部取出测定芽长，根长。发芽势（%）=3d时的正常发芽的种子数/供试种子总数100%发芽率（%）=7d时的正常发芽的种子数/供试种子总数100%根长：根与芽节点处到最长根尖长度。芽长：从根基端到芽尖长度。2.3.叶绿素含量的测定方法称取新鲜叶片0.5g放入研钵中，加纯丙酮5ml，少许碳酸钙和石英砂，磨成匀浆，将匀浆转入量筒中，并用适量80%丙酮洗研钵，用80%丙酮定溶至10ml，取溶液2.5ml加入盛有10mL80%丙酮的量筒中，混匀，过滤，得色素提取液，取4mL提取液转入比色杯中，以80%丙酮为对照，分别测定其在663，645nm处的光密度值。按公式CT=Ca+Cb=8.02OD（663）+20.21OD（645）计算色素提取液中叶绿素a+b的浓度。再根据稀释倍数分别计算新鲜叶片中叶绿素的含量。叶绿素含量（mg/g）=(叶绿素浓度提取液体积稀释倍数)/样品鲜重。2.4 数据分析数据分析采用了Excel软件对数据进行输入和计算分析。3 结果与分析3.1不同浓度硫酸铜处理对发芽势和发芽率的影响由图1不同浓度硫酸铜处理对高粱种子萌发的影响表明，不同浓度的硫酸铜处理高粱种子后，种子的发芽率和发芽势都呈现下降趋势，随着浓度都增加，发芽率和发芽势都有一定的波动，但是硫酸铜对它们都是抑制作用。发芽率在5mg/L和10mg/L时和对照组相比明显下降， 在25mg/L时的发芽率与5mg/L和10mg/L时的发芽率有所提高，但与对照组相比也是下降的，50mg/L ，125mg/L，250mg/L，500 mg/L时的发芽率都相对,25mg/L呈现下降趋势，这表明随着浓度都增加，抑制作用也是逐渐增加的。发芽势在5mg/L和10mg/L时相对对照组明显的下降，在25mg/L时的发芽势有所上升，但是相对对照组也是下降的，在50mg/L ，125mg/L，250mg/L，500 mg/L 之间的差异较小，但是都比对照组小，并且呈现下降趋势，这表明随着浓度的增加，发芽势虽然用不同程度的波动，但都是抑制的。 3.2不同浓度硫酸锌处理对发芽势和发芽率的影响由图1 不同浓度硫酸锌对高粱种子发芽率和发芽势的影响表明，不同浓度的硫酸锌处理后，高粱种子的发芽势和发芽率和对照组都受到抑制，但是在硫酸锌500mg/L时，发芽势和发芽率都和对照组差异不大，并且随着浓度都增加，抑制作用逐渐减小。其中发芽势在5mg/L和10mg/L时明显下降，说明低浓度硫酸锌对高粱种子的发芽势明显的抑制作用，在25mg/L，50mg/L ，125mg/L，250mg/L，500 mg/L时抑制有所降低，并且抑制作用越来越低，说明随着浓度都增加抑制作用减小，并且接近对照组。发芽率在5mg/L，10mg/L 25mg/L，50mg/L ，125mg/L时与对照组相比都明显下降，并且它们之间的差异不大，在250mg/L，500 mg/L发芽率相比其他组明显增高，并且更加的接近对照组，这表明随着硫酸锌浓度的增加，发芽率是逐渐的接近对照组。3.3不同浓度的铜对高粱幼苗生理及生物量的影响分析表1铜对高粱苗鲜重的影响表明对照组与实验组之间有明显的差异，随着硫酸铜浓度的升高，抑制作用也增强。浓度在5mg/L，10mg/L抑制作用明显升高，但在25mg/L，50mg/L时抑制作用降低，并且在50mg/L时抑制作用最小，随着浓度都增加，抑制作用越来越强。表1对茎鲜重的影响表明不同浓度的硫酸铜对茎鲜重都是抑制作用，浓度在5mg/L50mg/L时，抑制作用逐渐减小，在50mg/L时达到最小，125mg/L500mg/L时抑制作用逐渐升高。表1铜对根鲜重的影响表明浓度在5mg/L，10mg/L时是抑制作用，且抑制作用减小，浓度为25mg/L时，是促进作用，随着浓度的增高，抑制作用明显增高，这说明浓度在25mg/L时有利于根的生长，低于25mg/L或者高于25mg/L都对根的生长起到抑制的作用。表1 中，铜对根干重的影响表明浓度在5mg/L50mg/L与对照组相比，都是促进作用，且在25mg/L时促进最明显，浓度在125mg/L500mg/L时是抑制作用，且浓度在500mg/L时抑制最明显。铜对茎干重的影响表明几种浓度都对其起到抑制作用，且几种浓度之间的差异不是很大，在50mg/L时抑制作用最小。铜对叶绿素含量的影响表明几种浓度对幼苗的生物量都是抑制作用，这说明硫酸铜都不利于高粱幼苗叶绿素的合成。且浓度在500mg/L时抑制最明显。表1 铜对高粱幼苗生理及生物量的影响结果处理浓度苗鲜重茎鲜重根鲜重根干重茎干重叶绿素含量（mg/g)（mg/L）(g) (g) (g) (g) (g)对照组0.02218750.043750.01031250.00129690.00440940.45062455mg/LCuSO40.01571430.02619050.00523810.00152860.00337620.270916610mg/LCuSO40.01439390.02863640.00696970.00141970.00322120.126831425mg/LCuSO40.01641980.03493830.01197530.0017790.00332580.227071950mg/LCuSO40.0190.03614290.00942860.00142290.00420710.1266851125mg/LCuSO40.01533330.03433330.00750.00083830.0035850.2048734250mg/LCuSO40.0118750.02718750.00046880.000250.00337190.1302691500mg/LCuSO40.0096970.02272730.00027270.000021210.00352420.1227605 3.4不同浓度的锌对高粱幼苗生理和生物量的影响分析由表2 锌对苗鲜重的影响表明浓度在5mg/L125mg/L时是促进作用，且与对照组之间的差异较为明显，浓度在250mg/L500mg/L时是抑制作用。这说明高浓度的硫酸锌不利于高粱幼苗的生长。锌对茎鲜重的影响表明浓度小于500mg/L时，表现为抑制作用，当浓度大于500mg/L时，表现为抑制作用，这说明高浓度抑制茎的生长。锌对根鲜重的影响表明浓度在5mg/L和25mg/L时起着抑制作用，且在25mg/L时抑制作用最强，之后的几种浓度都起着促进作用，并且随着浓度都增加，促进作用逐渐减小。锌对根干重的影响表明，几种浓度与对照组相比都相对较低，且500mg/LZnSO4.7H2O时差距最小。锌对茎干重的影响表明实验组与对照组相比差异不是很大，浓度在5mg/LZnSO4.7H2O和500mg/LZnSO4.7H2O表现为抑制作用。锌对叶绿素的影响表明浓度小于250mg/L时表现为促进作用，大于250mg/L时为抑制作用，并且随着浓度都增加，抑制作用逐渐增加。表2锌对高粱幼苗叶绿素含量和生物量的影响结果处理浓度苗鲜重茎鲜重根鲜重根干重茎干重叶绿素含量（mg/g)（mg/L）(g)(g)(g)(g)(g)50.02222220.04446430.0080.00126220.00436070.585321100.02413040.04586960.0150.00163260.0045630.5942691250.0229630.04977780.011250.01285710.00490.7413499500.02377780.04462960.01685190.00179630.00421850.85737821250.0230.04640.01680.0016140.004560.73274362500.020.04680.01720.0015720.0044320.38133735000.01714290.04177780.00666670.00094440.00422890.3337814对照组0.02218750.043750.01031250.00129690.00440940.4506254 讨论种子的萌发过程是一非常复杂的过程，它既要消耗大量的物质，又需要很多的能量。这些物质和能量都是种子中的各种各样的酶参与其中16。酶这种高效的催化物质，因其与植物中的光和作用，呼吸作用等生命活动都有关系，所以它的作用不可忽视17。而Zn是很多种酶的组成部分之一，它参与多种酶的活动，因此对幼苗的生长有很大的影响1819重金属Cu和Zn在不同浓度下对植物的萌发作用是不同的，很多的研究显示2023，铜和锌在较低的浓度都时候，对种子的萌发活动和幼苗的生长发育有一定的促进功能，但是在高浓度都情况下，它会对种子萌发的过程中，对胚，芽等有不良的毒害功能，它们主要是影响酶的活性，和呼吸作用等强弱，从而降低了种子中储存物质的被酶分解的速度，这样就使得萌发过程中所需的物质和能量的来源受阻，最后影响了种子的萌发和生产发育。本实验的研究表明硫酸铜处理对高粱种子的影响表现为，几种浓度普遍呈抑制作用，只是在高浓度下抑制作用最为强。硫酸锌处理高粱种子的影响表现为，高浓度表现为抑制作用，低浓度为促进作用。参考文献1王红有，李颖高粱营养价值及资源的开发利用J食品研究与开发，2006，27(2)：91-932辽宁省农民技术教材编委会主编 高粱M沈阳市：辽宁科学技术出版社 ，198304：1-943 武恩吉，张学宁编 高粱M济南市：山东科学技术出版社， 1978：1-944 Taylor J R N，Schober T J，Bean S RNovel food and nonfood uses for sorhum and milletsJJournal of Cereal Science，2006，44：252-2715 邹剑秋，朱凯，张志鹏，黄先伟 国内外高粱深加工研究现状与发展前景J杂粮作物 ，2002，22（5）：296-2986 杨小环，马金虎，郭数进，李新基，李盛种子引发对盐胁迫下高粱种子萌发及幼苗生长的影响J中国生态农业学报，2011，19(1)：103-1097 贝盏临，张欣，魏玉清盐碱胁迫对M-81E甜高粱种子萌发及幼苗生长的影响J2012，41(2)：45-498 杨彬，张一中，柳青山NaCl胁迫对高粱种子萌发特性的影响J山西农业科学，2012，40(7)：709-711，7159 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