镉处理对玉米幼苗生理生化指标的影响

科技小论文第第页镉处理对玉米幼苗生理生化指标的影响摘要：目的：研究玉米植株在逆境中的生理情况。方法：通过运用相应方法，测定实验组与对照组的细胞的膜透性、脯氨酸的含量、MDA的含量、细胞过氧化物酶的活性。结果：与使用营养液的玉米相比，逆境处理组的细胞膜透性随着镉浓度的增加电解质的相对外渗率增加；脯氨酸的含量随着镉浓度的升高而增加；MDA的含量随着镉浓度增加而升高；细胞过氧化物酶活性随着镉浓度的增加而呈现递减的规律。结论：植物在受到逆境环境的影响时会做出相应的反应来抵抗逆境，以减轻环境对自身带来的影响。关键词：玉米；镉处理；生理指标Physiology

ofMaizeunderdifferent

cadmium

concentrationsAbstract:Objective:

physiologicalconditions

intheadversity

ofmaizeplants.Methods:

byusingthe

correspondingmethod,

determinationof

theexperimentalgroupandthecontrol

groupof

thecellmembranepermeability,prolinecontent,

MDAcontent,

cell

peroxidaseactivity.

Results:comparedwiththe

useofnutritional

liquid

ofcorn,

thecellmembrane

permeabilityof

stresstreatment

group

withincreasing

Cdconcentrations

relative

leakageelectrolytes

rateincreased;

thecontentofproline

increasedwithincreasingcadmiumconcentration;

MDA

contentincreasedwiththe

increaseof

cadmiumconcentration;

cell

peroxidaseactivity

with

Cdconcentrationincreasing

anddecreasing

rule.

Conclusion:

theplantwill

react

toresist

adversity

areinfluencedbythe

stress

oftheenvironment,

inordertoreduce

theinfluenceofenvironmentonthe

bringtheirown.Keywords:

maize;

cadmium;

physiologicalphenomenon在土、水环境中,单一污染很少，绝大多数污染是多种污染物质共存所造成的复合污染，但国内外有关研究大多只涉及单一污染物的环境效应,对多种污染物所形成的环境复合污染效应及其机理的认识还远远不够。由于人类的活动,使重金属元素(如Cd、Hg、Pb、Cr、Cu等)在土壤、水体中大量积累。重金属在水生动物及水生植物根、茎、叶、籽粒中的累积，不仅严重影响水生动物及水生植物的生长和发育，而且可能进入食物链，危及人类的健康。研究重金属Cd作用对植物生长及生理生化的影响，从而进一步影响到人类的身体健康和人生的安全。研究重金属对植物的影响有助于人类进一步的控制和采取相应的措施来预防和抵抗重金属的危害。为进一步的作出理论研究做基础，为生态恢复提供一些依据。1材料与方法1.1实验材料的培养与处理玉米品种（吉祥一号）经穴盘培养的玉米植株10mg/L的镉处理液与20mg/L的镉处理液标准培养液把培养了的玉米植株划分为三个组，分别为营养组（标准培养液），处理一（10mg/L的镉处理液），处理二（20mg/L的镉处理液）。处理一和二每个组10个穴盘，营养组12个穴盘，每个穴每天浇20ml的处理液，处理七天。在此期间两天取照一次。七天之后测其相应的生理指标。1.2玉米幼苗的生长情况4月1日，将玉米种子种在穴盘中，过了两天，种子发芽，且发芽率良好。待长到大概五厘米长，开始用营养液处理，玉米苗生长良好。1.3细胞膜透性的测定选取三组10mg/L的镉处理液与20mg/L的镉处理液和标准培养液处理的玉米幼苗叶片进行真空抽空气处理，浸提以测定其各组的电导率，最后算出其各组电解质相对外渗率。1.4脯氨酸含量的测定选取三组10mg/L的镉处理液与20mg/L的镉处理液和标准培养液处理的玉米幼苗叶片加3%磺基水杨酸，煮沸冷却，取上清液加蒸馏水、冰醋酸两毫升，2.5%酸性茚三酮，然后进行520nm波长下的显色、萃取、比色，最后从标准曲线查得脯氨酸含量。1.5过氧化物酶活性的测定选取三组10mg/L的镉处理液与20mg/L的镉处理液和标准培养液处理的玉米幼苗叶片1g加5ml磷酸二氢钾，研磨成匀浆，离心，合并两次上清液，以加了磷酸二氢钾的为对照，三组处理液分别加入反应混合液进行470nm波长下测OD值，以此测定过氧化物酶活性。1.6MAD含量的测定选取三组10mg/L的镉处理液与20mg/L的镉处理液和标准培养液处理的玉米幼苗叶片样品0.5g加2ml磷酸缓冲液研磨匀浆，用缓冲液定容至5ml，4500rpm，4度，离心10分钟，测上清液（MDA）体积，吸取2ml提取液，加3mlTBA于试管中煮沸10分钟，冷却后4500rmp，4度离心10分钟，取上清液并于532、600nm波长下测定吸光度，最后算出MDA含量。1.7数据统计与处理实验数据用SPSS17.0软件进行统计学分析处理，结果以平均值±标准差(Mean±SD)表示，*P<0.05表示显著差异，**P<0.01差异极显著。采用单因素方差分析。2实验结果2.1玉米幼苗生长情况231(1)图1、图2、图3为玉米从播种到长出第三片叶子的照片231654654(2)图4、图5、图6为开始浇营养液的图片，由图可以看出，玉米幼苗生长良好798(3)图7、图8、图9为逆境处理的玉米幼苗，从左到右依次为低浓度镉处理、高浓度镉处理、营养液对照组7982.2玉米叶片的细胞膜透性**表1玉米叶片镉处理细胞膜透性的变化******(1)如图，与营养液组相比，随着镉浓度的增大，细胞膜的透性也在增大。(2)细胞膜透性处理一和处理二与营养组的相比呈极显著增加趋势(P<0.01)。处理一和处理二相比也呈极显著增加（P<0.01）。2.3脯氨酸的含量做标准曲线得方程（y=17.882x-0.5122），如下图所示。****表2玉米叶片镉处理脯氨酸含量的变化********(1)如图，与营养液组相比，随着镉浓度的增大，细胞膜的透性也在增大。(2)细胞内的pro含量随镉浓度的增加而增加极其的显著(P<0.01)。2.4过氧化物酶的活性（POD）**表3玉米叶片镉处理过氧化物酶****(1)如图，低浓度的镉浓度过氧化物酶活性降低，高浓度的酶活性增强。(2)玉米叶片细胞的过氧化物酶的活性在处理后呈极其显著地降低趋势(P<0.01)。低浓度和高浓度相比高浓度的过氧化物酶的活性呈现显著降低(P<0.05)。2.5MDA的含量******表4玉米叶片镉处理MDA的含量变化**(1)如图，随着镉浓度的增大，玉米叶片中MDA含量也随之增加。(2)玉米叶片细胞中的MDA的含量随着镉浓度的增加呈极显著的增加（P<0.01），差异极显著。3结论与讨论3.1镉胁迫对质膜透性的影响不良环境能引起植物体内自由基增加,导致细胞膜脂过氧化水平升高和细胞保护系统发生变化。本试验研究结果表明,在镉胁迫下,玉米叶片细胞膜透性呈现相同的变化趋势,即随着重金属浓度的增加和处理时间的延长,细胞膜透性越来越大,并且随时间的延长,膜透性达到的最高值也依次增加,使细胞内一些可溶性物质外渗,破坏了细胞内酶及代谢作用原有的区域性,这是玉米受害的原因之一。[1]3.2镉胁迫对脯氨酸含量的影响低、高浓度的镉处理都使玉米叶片中游离Pro含量明显升高,高于对照组,说明镉胁迫导致玉米叶片中游离Pro大量积累,Pro的累积可能是玉米对镉毒害的一种保护性适应。Pro是植物体内水溶性最大的氨基酸,具有较强的水合能力,是理想的渗透调节物质。而渗透调节被认为是植物适应逆境的主要生理调节机制,Pro的积累参与了渗透调节。[2]3.3镉胁迫对过氧化物酶活性的影响细胞过氧化物酶的活性随着镉浓度的增加而呈现递减的规律，高盐胁迫使玉米生长代谢受到影响,阻碍了根系对水分和养分的吸收和叶片的正常光合能力,使植株严重缺失水分和营养物质,致使植株地上及地下部分都矮小瘦弱、叶子枯黄,产生了盐害。POD是活性较高的适应性酶,能够反映植物生长发育的特性、体内代谢状况以及对外界环境的适应性。因为植物在Cd2+胁迫下,产生大量的对植物有害的过氧化物,POD能够对这些过氧化物进行氧化和分解以维持自身的正常代谢,从而诱导了POD活性的提高。3.4镉胁迫MDA含量的影响不同浓度的镉处理，玉米中丙二醛含量随着镉浓度的增加而升高,高于对照。MDA含量是检测逆境条件下植物受伤害程度的生理指标。玉米在镉离子胁迫下，随着镉离子浓度的增加和时间的延长，幼苗膜脂过氧化水平提高，膜系统稳定性下降。因此，玉米植株在受到逆境的影响时会做出相应的反应来抵抗逆境，进而适应环境或者减轻逆境带来的伤害。参考文献[1][2]曹莹,李建东,赵天宏,郭伟农业环境科学学报2007,26(增刊):8-11JournalofAg