不同基因型小麥對硒、鉛和鎘脅迫響應的差異研究.pdf

1、Pb和Cd廣泛存在于土壤中，嚴重危害人體健康。近年來，由于工業(yè)廢水廢氣及汽車尾氣排放，部分土壤已經(jīng)受到嚴重的Pb、Cd污染，特別是鉛鋅礦區(qū)和涉鉛工業(yè)區(qū)。土壤和大氣中的Pb、Cd可以被小麥吸收，再通過食物鏈富集到人體內(nèi)，對人體健康造成潛在威脅。Se是植物有益的營養(yǎng)元素，有拮抗小麥吸收重金屬及解毒的作用。有關Pb、Cd污染和Se的研究有廣泛報道，但不同基因型小麥對Se吸收及Se解重金屬毒害的作用機制尚不清楚。本研究采用水培方法篩選出小麥Se

2、、Pb和Cd抗性及敏感性品種，進一步通過土壤盆栽方法，比較系統(tǒng)地研究外源Se、Pb和Cd對不同小麥品種生長發(fā)育和產(chǎn)量性狀，Se、Pb和Cd吸收轉(zhuǎn)移及小麥抗氧化系統(tǒng)的影響，探討了外源Se對Pb、Cd脅迫條件下，小麥吸收、積累和抗氧化系統(tǒng)變化的基因型差異及其初步機制。研究結(jié)果對于明確小麥對重金屬脅迫反應及Se解重金屬毒害的基因型差異機理，及開發(fā)新型小麥農(nóng)田重金屬污染防控技術具有重要意義。主要研究結(jié)果如下:
　　1.在水培條件下，研究了

3、Se、Pb和Cd處理對14個小麥品種(P01-P014)生長發(fā)育、酶系統(tǒng)以及Se、Pb和Cd含量的影響。研究結(jié)果表明，Se(0.5mg/L Na2SeO3)處理對小麥生長發(fā)育影響較小，但Pb(300mg/L)和Cd(0.5mg/L)處理下明顯抑制小麥生長發(fā)育。14個供試小麥品種地上部Se、Pb和Cd的含量均小于地下部(P＜0.05)，表明小麥吸收的Se、Pb和Cd大部分積累在地下部。以地上、地下部及全株干重與對照的比值為依據(jù)，綜合篩選出

4、對Se、Pb和Cd敏感的品種P01、P13，抗性品種P06、P09。
　　2.對水培篩選出的抗性品種(P06、P09)和敏感性品種(P01、P13)，采用土壤盆栽試驗，進一步研究了Se、Pb和Cd處理對不同生育期(拔節(jié)期、灌漿期和成熟期)生物量和抗氧化系統(tǒng)的影響。研究結(jié)果表明，Se促進小麥生長發(fā)育，降低Pb、Cd毒性，但隨著生育期的推移，Se的促進作用及解毒作用逐漸下降;綜合不同生育期抗性差異，Se的促進表現(xiàn)為P09＞P06＞P1

5、3＞P01?；蛐蚉06、P09對Pb、Cd的抗性優(yōu)于P01、P13，其中P06對Pb的抗性優(yōu)于P09，P09對Cd的抗性優(yōu)于P06。Se、Pb和Cd處理小麥相對生物量與對應SOD、POD、CAT和GSH-Px活性、蛋白質(zhì)和GSH含量呈正相關，Pb、Cd處理相對生物量與MDA含量呈極顯著負相關。這些結(jié)果表明，抗氧化系統(tǒng)指標變化能較好的反應不同小麥品種的生長發(fā)育狀況及對Se、Pb和Cd的耐受性差異。
　　3.測定4個典型小麥品種不同

6、生育時期的Se、Pb和Cd含量、N、P和K含量以及小麥籽粒品質(zhì)。研究結(jié)果表明，三個生育期均以P06品種Se含量較高，Cd含量較低，Se、Pb和Cd的積累量最高，這與P06品種生物量較大有一定關系，也表明其對Se、Pb和Cd較高的積累能力和抗性。典型小麥品種籽粒含量種間差異顯著(P＜0.05)。Pb、Cd處理促進了不同小麥品種對N、P的吸收，抑制了K的吸收，Se處理促進了小麥對N、P和K的吸收;不同生育期莖葉N、P和K含量與Se、Pb和C

7、d含量之間存在著相當好的協(xié)同性，Se含量與N、P和K含量呈正相關，Pb、Cd含量與N、P含量呈顯著正相關，與K含量呈顯著負相關，進一步驗證了Se促進小麥吸收N、P和K，以及Pb、Cd處理促進N、P的吸收，抑制K的吸收。
　　4.測定了噴施外源Se條件下，典型小麥品種灌漿期MDA含量和GSH-Px活性及產(chǎn)量品質(zhì)，結(jié)果表明，小麥噴施外源Se顯著提高Pb、Cd脅迫下GSH-Px活性，顯著降低MDA含量，緩解了Pb、Cd對小麥的毒害，促進

8、了小麥生長發(fā)育，提高了小麥生物量、籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)。
　　5.研究了噴施外源Se后，典型小麥品種不同生育期、不同部位Pb、Cd含量，結(jié)果表明，葉面噴施Se促進小麥對Se的吸收，小麥含Se量提高0.84-1.31mg/kg，較空白提高了3.5-9.0倍。噴施Se顯著抑制Pb、Cd的吸收，有效降低小麥莖葉以及籽粒Pb、Cd的含量。4個品種Cd含量平均降幅為18％，Pb含量平均降幅為18％，其中均以P06品種降幅最大。
　　6.研究

9、了典型基因型小麥品種生長發(fā)育及產(chǎn)量性狀對Se、Pb和Cd的響應。結(jié)果表明，Se、Pb和Cd處理下，P06品種不同生育期莖葉Se含量整體較高，Cd含量較低，Se、Pb和Cd的積累量均較其它品種高。噴施外源Se后，4個典型小麥品種產(chǎn)量、千粒重均以P06最高，較噴施清水增幅最大;且不同生育期、不同部位Pb、Cd降幅整體較高，如面粉降幅分別為28％、49％。結(jié)果表明，在Pb、Cd污染土壤中種植P06品種輔以噴施外源Se措施可以有效降低籽粒Pb、