鎘與污水復合脅迫對玉米幼苗代謝物的GC-MS研究.pdf

1、為了研究重金屬Cd和污水灌溉復合污染對作物的影響，本文以玉米幼苗為研究對象，運用多種儀器分析手段結合GC-MS代謝組學技術，研究了Cd單一污染和Cd與污水復合污染對玉米幼苗生長過程、植株酶活性變化以及玉米幼苗代謝物變化的影響。主要研究結果如下:
　　1、與空白對照相比，低濃度(1～10mg/L)Cd2+提高了玉米種子萌發(fā)率;高濃度(10～50mg/L)Cd2+對株高和根長存在明顯抑制作用。
　　2、單一和復合污染處理，Cd2

2、+均能誘導玉米幼苗四種抗氧化酶活性的增加，且基本表現出隨Cd2+濃度升高酶活性不斷增大的趨勢。污水對Cd2+導致SOD、CAT和GST三種酶活性的增高，在10mg/L前后影響不同。與Cd單一處理相比，復合處理在Cd2+濃度較低(1～10mg/L)時，酶活性降低;高濃度(10～50mg/L)時，酶活性升高。表明10mg/L是污水對Cd2+導致玉米幼苗上述三種酶活性變化的敏感點。對于POD，污水對Cd2+導致酶活性出現上述變化的敏感點則為5

3、mg/L。
　　3、采用GC-MS技術結合AMDIS軟件，對不同處理玉米幼苗代謝物進行種類辨識、定量分析和PCA分析結果顯示:
　　(1)不同處理玉米幼苗代謝物共辨識出氨基酸類、糖類、有機酸類以及其它類四類，共計49種代謝物。
　　(2)Cd單獨污染和復合污染不同處理組代謝物變化差異均較大。處理組Cd2+濃度不同，代謝物含量變化各異。與各自的空白對照相比，Cd單獨污染處理組Cd2+脅迫誘導了六種氨基酸、大部分糖類代謝物

4、和Cd2+濃度較高時苯甲酸和迷迭香酸的含量的上升，葡萄糖、6-脫氧-吡喃甘露糖、乳酸、苯酚、蘋果酸以及三乙醇胺和甘露糖醇含量的下降;Cd和污水復合脅迫導致玉米幼苗內四類代謝物的含量均高于污水空白對照組，顯著性程度各有不同。
　　(2)復合脅迫與單獨脅迫兩個系列相比，PCA分析結果顯示，大部分處理組代謝產物差異較大，其中Cd2+濃度為10mg/L時，兩個系列處理組代謝產物差異較小。與同濃度Cd2+單獨污染相比，復合脅迫對玉米幼苗不同

5、代謝物含量的變化影響均較為明顯。污水對Cd2+誘導玉米幼苗代謝物含量的變化，Cd2+濃度較低(＜10mg/L)時，除了對葡萄糖表現為加劇作用，對氨基酸無顯著作用，對其余代謝物均表現為緩解作用;在Cd2+濃度較高(≥10mg/L)時對大部分氨基酸、部分糖類和有機酸均表現為加劇作用。
　　綜上所述，Cd2+濃度為10mg/L是影響玉米幼苗生長的敏感點，在該濃度前后多個影響指標測定結果均呈現雙階段性。高濃度Cd2+和污水復合污染與農業(yè)生