重金属锰、铜对紫背浮萍毒害机理研究

发布时间：2017-10-20 14:45

  本文关键词：重金属锰、铜对紫背浮萍毒害机理研究

  更多相关文章： 锰 铜 紫背浮萍 抗氧化系统 元素含量 傅里叶变换红外光谱分析

【摘要】：锰(Mn)、铜(Cu)均是植物体正常生长发育所必需的营养元素,同时也是造成环境中重金属污染的重要因素。本研究分别采用不同浓度Mn和Cu对紫背浮萍(Spirodela polyrrhiza)进行胁迫处理,运用多种生理生化等实验手段,研究了Mn、Cu对紫萍的毒害机制。研究结果表明：1、本文研究不同浓度(0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mmol/L)Mn胁迫对紫萍氧化损伤、抗氧化系统以及Ca2+-ATP酶活性变化的影响,并应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了其红外光谱图的变化。结果表明：(1)Mn胁迫对紫萍造成了明显的氧化损伤,具体为：02-产生速率明显上升、过氧过氧化氢(H202)和丙二醛(MDA)大量积累,光合色素、可溶性蛋白含量下降,可溶性糖含量短暂升高后下降。(2)抗氧化系统遭到了严重的破坏：超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,GSH、Vc及Ve含量明显上升。(3)脯氨酸含量明显上升,Ca2+-ATP酶活性先升高后明显下降。(4)红外光谱图显示,在3396cm-1、2920cm-1、1658cm-1、1062cm-1处峰值均先上升后下降,反映出Mn胁迫下紫萍机体内氨基酸,糖类,蛋白质,羧酸等物质的含量也受到显著的影响。(5)紫萍总抗氧化能力(T-AOC)明显下降。(6)矿质元素的含量明显变化,具体变现为：随着Mn胁迫浓度的增加,紫萍Mn元素含量迅速升高,K、P、Mg、S、Fe的含量均表现为下降的趋势,Ca的含量则先升高后下降。综上可见,Mn处理下,紫萍受到明显的氧化损伤,抗氧化系统的平衡被打破,Ca2+-ATP酶活性的变化明显,氨基酸、糖类、羧酸等物质的含量也受到明显的影响,且紫萍体内营养元素的平衡被打破。即Mn胁迫对紫萍造成了显著伤害。2、本文研究了不同浓度(0、0.05、0.10.0.15、.20、0.25 mmol/L) Cu胁迫对紫萍氧化损伤、抗氧化系统以及对其矿质元素含量变化的影响,结果表明：(1)Cu胁迫对紫背浮萍造成了明显的氧化损伤,具体为：O2-产生速率明显上升、H202和MDA大量积累,光合色素、可溶性蛋白含量下降。(2)抗氧化系统遭到了破坏：过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,超氧化物歧化酶(SOD)则明显下降,非酶促的抗氧化剂GSH、Ve含量明显上升。(3)紫萍总抗氧化能力(T-AOC)明显下降。(4)紫萍机体内矿质元素的含量明显变化,具体变现为：随着Cu胁迫浓度的增加,紫萍Cu积累含量明显升高,K、P、Mg、S、Fe、Ca的含量均表现为下降的趋势,说明紫萍体内营养元素的平衡被打破。综上可见,Cu胁迫下,紫背浮萍受到明显的氧化损伤,抗氧化系统的平衡被打破,总抗氧化能力明显下降,机体对营养元素的吸收受到显著的影响。以上各个指标说明,Cu胁迫对紫背浮萍造成了明显的毒害作用。
【关键词】：锰 铜 紫背浮萍 抗氧化系统 元素含量 傅里叶变换红外光谱分析
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52;X173
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言与综述10-17
• 1.1 水体中重金属污染现状10-11
• 1.2 Mn对植物的生理效应11-13
• 1.2.1 Mn胁迫对光合作用的影响11-12
• 1.2.2 Mn胁迫对脯氨酸和可溶性糖含量的影响12
• 1.2.3 Mn胁迫对抗氧化系统的影响12-13
• 1.3 Cu对植物的毒害机理13-17
• 1.3.1 Cu胁迫对抗氧化系统的影响13-14
• 1.3.2 Cu胁迫对MDA含量的影响14
• 1.3.3 Cu胁迫对可溶性蛋白含量的影响14-15
• 1.3.4 Cu胁迫对光合作用的影响15
• 1.3.5 Cu胁迫对植物矿质元素含量的影响15-17
• 第二章 Mn胁迫对紫背浮萍的氧化损伤及傅里叶变换红外光谱分析的影响17-25
• 2.1 材料与方法18-19
• 2.1.1 植物材料与处理方法18
• 2.1.2 叶绿素和类胡萝卜素含量的测定18
• 2.1.3 O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA含量的测定18
• 2.1.4 Ca~(2+)-ATP酶活性的测定18
• 2.1.5 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析18
• 2.1.6 统计分析18-19
• 2.2 结果与分析19-22
• 2.2.1 Mn胁迫对紫背浮萍光合色素含量的影响19
• 2.2.2 Mn胁迫对紫背浮萍O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA含量的影响19-20
• 2.2.3 Mn胁迫对紫背浮萍Ca~(2+)-ATP酶活性的影响20-21
• 2.2.4 Mn胁迫对紫背浮萍傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果的影响21-22
• 2.3 讨论22-25
• 第三章 Mn胁迫对紫背浮萍抗氧化损伤系统及矿质元素含量的影响25-36
• 3.1 材料与方法25-27
• 3.1.1 实验材料处理25-26
• 3.1.2 过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的测定26
• 3.1.3 Vc、Ve和GSH含量的测定26
• 3.1.4 可溶性蛋白及可溶性糖的含量的测定26
• 3.1.5 脯氨酸含量测定26
• 3.1.6 T-AOC含量测定26
• 3.1.7 矿质元素含量的测定26-27
• 3.1.8 统计分析27
• 3.2 结果与分析27-32
• 3.2.1 Mn胁迫对紫背浮萍POD、SOD和CAT活性的影响27-28
• 3.2.2 Mn胁迫对紫背浮萍Vc、Ve和GSH含量的影响28-29
• 3.2.3 Mn胁迫对紫背浮萍脯氨酸含量的影响29-30
• 3.2.4 Mn胁迫对紫背浮萍T-AOC含量的影响30-31
• 3.2.5 Mn胁迫对紫背浮萍矿质元素含量的影响31
• 3.2.6 Mn胁迫对紫背浮萍可溶性蛋白、可溶性糖含量的影响31-32
• 3.3 讨论32-36
• 第四章 Cu胁迫对紫背浮萍抗氧化系统及对矿质元素吸收的影响36-47
• 4.1 实验材料和方法36-38
• 4.1.1 实验材料处理36-37
• 4.1.2 抗氧化酶(POD、SOD和CAT)活性的测定37
• 4.1.3 Cu胁迫对紫背浮萍O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA含量的影响37
• 4.1.4 维生素E和GSH含量测定37
• 4.1.5 T-AOC能力的测定37
• 4.1.6 可溶性蛋白含量和的测定37
• 4.1.7 Cu积累及营养元素含量的测定37
• 4.1.8 叶绿素和类胡萝卜素含量的测定37
• 4.1.9 统计分析37-38
• 4.2 结果与分析38-43
• 4.2.1 Cu胁迫对紫背浮萍O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA含量的影响38-39
• 4.2.2 Cu胁迫对紫背浮萍维生素E和GSH含量的影响39-40
• 4.2.3 Cu胁迫对紫背浮萍T-AOC能力的影响40
• 4.2.4 Cu胁迫对紫背浮萍可溶性蛋白含量的影响40-41
• 4.2.5 Cu胁迫对紫背浮萍叶绿素和类胡萝卜素含量的影响41
• 4.2.6 Cu胁迫对紫背浮萍积累及Cu营养元素含量的影响41-42
• 4.2.7 Cu胁迫对紫背浮萍SOD、POD及CAT含量的影响42-43
• 4.3 讨论43-47
• 第五章 结论47-49
• 参考文献49-58
• 在读期间发表的学术论文及研究成果58-59
• 致谢59

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本文编号：1067731