
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1、土壤酸化和重金屬鎘污染是土壤面臨的重要環(huán)境問(wèn)題,二者共同導(dǎo)致環(huán)境進(jìn)一步惡化。本文以玉米為研究對(duì)象,分析模擬酸雨單一脅迫及酸雨與鎘復(fù)合脅迫對(duì)玉米幼苗的影響。該研究對(duì)污染治理、食品安全等具有重要意義。主要結(jié)論如下:
1、與各自對(duì)照相比,隨酸雨pH值降低,單一及復(fù)合脅迫均導(dǎo)致種子萌發(fā)率降低;而株高、根長(zhǎng)和植株鮮重則呈現(xiàn)先促后抑的趨勢(shì)。單一和復(fù)合脅迫敏感點(diǎn)分別為pH值等于3和4。
2、隨酸雨pH值降低,單一及復(fù)合脅迫SOD、
2、POD酶活性均呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì),但敏感點(diǎn)不同,前者pH值等于3,后者為4,該變化與對(duì)生長(zhǎng)的影響相同;而CAT、GST酶活性,AR單一脅迫持續(xù)上升,復(fù)合脅迫則呈先升后降,pH值等于3為之敏感點(diǎn)。
3、葉綠素變化結(jié)果顯示,隨酸雨強(qiáng)度增加,單一及復(fù)合脅迫,葉綠素含量、葉綠素?zé)晒鈴?qiáng)度變化均為先升后降。即用葉綠素含量、葉綠素?zé)晒庾兓u(píng)價(jià)逆境脅迫對(duì)植物光合作用的影響與對(duì)生長(zhǎng)變化、SOD和POD酶活性的影響等結(jié)果基本一致。
4、
3、采用GC-MS技術(shù)結(jié)合AMDIS軟件,對(duì)單一及復(fù)合脅迫玉米幼苗鑒定出49種代謝物,包括10種氨基酸,19種有機(jī)酸,10種糖類化合物和10種其他物質(zhì)。
?。?)Between-Subjects ANOVA分析結(jié)果顯示,復(fù)合脅迫對(duì)49種代謝物含量均產(chǎn)生了顯著變化(P<0.05),提示酸雨與鎘對(duì)代謝物的影響存在交互作用。
?。?)由PCA分析圖可以看出,不同處理之間均可明顯區(qū)分,代謝物之間差異明顯;同一處理四個(gè)重復(fù)的散點(diǎn)相對(duì)集
4、中,重現(xiàn)性較好。
?。?)與CK、同pH值酸雨脅迫相比,代謝物變化率分析結(jié)果顯示,單一及復(fù)合脅迫,氨基酸、糖、抗逆物質(zhì)含量顯著升高(P<0.05),有機(jī)酸含量相對(duì)穩(wěn)定。
?。?)根據(jù)不同處理代謝物的變化率繪制代謝途徑圖。代謝途徑分析可得,單一及復(fù)合脅迫均致光合作用受到影響;單一脅迫三羧酸循環(huán)穩(wěn)定,復(fù)合脅迫三羧酸循環(huán)受阻。
5、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果表明,與對(duì)照相比,5mg/kg鎘脅迫對(duì)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、酶活性、葉綠素含
5、量及葉綠素?zé)晒獾淖兓鶝](méi)有顯著影響,但對(duì)代謝物含量及代謝途徑的變化存在明顯差異(P<0.05)。該結(jié)果提示,通過(guò)代謝物變化分析對(duì)玉米幼苗的影響,比生理和光合作用變化等更靈敏。
綜上所述,單一及復(fù)合脅迫對(duì)玉米幼苗先促后抑的敏感點(diǎn)為pH值等于3~4;酸雨與鎘對(duì)代謝物的影響存在交互作用,其作用機(jī)制主要是通過(guò)抑制光合作用和阻礙三羧酸循環(huán)進(jìn)行。不同處理代謝物的變化會(huì)繼續(xù)影響玉米后期生長(zhǎng)、植株發(fā)育和玉米的品質(zhì)等。該研究為酸雨和重金屬?gòu)?fù)合脅
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