外源硒緩解煙草鎘毒害及基因型差異的機理研究.pdf

1、鎘(Cd)是環(huán)境中毒性較強的重金屬元素之一，鎘脅迫不僅嚴重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，并且能夠通過食物鏈的富集作用進而危害人類的健康。硒(Se)雖然不是高等植物生長所必須的營養(yǎng)元素，但適量硒能有效的提高植物對各種逆境脅迫的抵抗能力。本研究利用水培和土培實驗方法，研究外源硒對鎘脅迫下煙草生長、鎘吸收與轉(zhuǎn)運、光合特性、營養(yǎng)代謝、活性氧代謝以及煙葉品質(zhì)等的影響及基因型差異，旨在探討外源硒對煙草鎘毒害的緩解效應及生理機制。本研究主要內(nèi)容包括：

2、　　⑴以鎘敏感烤煙基因型貴煙1號和耐鎘基因型云煙2號為材料，進行盆栽土培試驗，研究硒對鎘脅迫下煙葉品質(zhì)的影響及基因型差異。設(shè)4個處理：對照；Se,2.5mgkg-1 Se(Na2SeO3)；Cd,3mgkg-1Cd(CdCl2)；Cd+Se,2.5mgkg-1 Se+3 mg kg-1 Cd。結(jié)果表明，與對照相比，單獨鎘處理下，貴煙1號和云煙2號的煙葉總糖含量分別顯著增加37.7％和29.3％，但煙堿、總氮、蛋白質(zhì)含量卻分別顯著下降25

3、.4％、40.2％、29.3％和23.6％、33.7％、26.4％;煙葉品質(zhì)重要指標的‘糖堿比’和‘糖氮比’均偏離優(yōu)質(zhì)煙葉標準;外源硒顯著緩解了鎘脅迫對上述生理和品質(zhì)指標的影響，與單獨鎘處理相比，貴煙1號和云煙2號的煙葉煙堿、總氮、蛋白質(zhì)含量分別提高19.6％、44.8％、38.8％和18.5％、31.2％、27.2％，兩基因型的‘糖堿比’和‘糖氮比’均趨正常，表明外源硒對鎘脅迫下煙草的煙葉品質(zhì)有明顯的改善效應。
　?、扑噫k、硒

4、組合水培試驗，研究了外源硒對鎘脅迫下貴煙1號和云煙2號生長的影響及基因型差異，設(shè)4個處理:對照（BNS，基本營養(yǎng)液）、BNS+50μM Cd(Cd)、BNS+3μM Se(Se)和BNS+50μM Cd+3μM Se(Cd+Se)，處理7d后取樣分析。結(jié)果顯示，鎘脅迫顯著抑制煙草幼苗的生長，導致葉片黃化失綠，煙草幼苗的株高、根長以及生物量均顯著下降，同時，鎘脅迫對兩煙草基因型的光合作用也有明顯的抑制作用，表現(xiàn)為幼苗的葉綠素含量、凈光合速

5、率和PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)均顯著下降。鎘脅迫下外源添加硒(Cd+Se)顯著緩解了鎘脅迫對煙草幼苗生長的抑制，尤其是對鎘敏感基因型貴煙1號的緩解效果更佳，與單獨鎘處理相比，貴煙1號和云煙2號地上部/地下部干重分別增加54.3％/28.6％和12.5％/15.9％;葉綠素含量、凈光合速率和PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)分別提高187.3％、43.7％、9.8％和163.4％、38.5％、7.9％。
　　⑶水培鎘、硒

6、組合試驗，研究了外源硒對鎘脅迫下煙草幼苗地上部和地下部鎘及其他礦質(zhì)元素含量的影響。結(jié)果顯示，單獨鎘脅迫條件下，與鎘敏感基因型貴煙1號相比，耐鎘基因型云煙2號的鎘含量更高。鎘脅迫下外源添加硒(Cd+Se)顯著降低植株對鎘吸收，與單獨鎘處理相比，貴煙1號和云煙2號地上部/地下部鎘含量分別下降25.7％/37.2％和25.8％/22.1％，且鎘敏感基因型貴煙1號下降的更多。此外，鎘脅迫顯著增加了兩基因型地上部和地下部Cu、Fe、Mg的含量，同

7、時降低了Zn、Mn、Ca的含量，而這些元素含量的變化在Cd+Se處理中同樣也得到了明顯的改善。
　　⑷研究了外源硒對鎘脅迫下煙草活性氧清除系統(tǒng)的影響及基因型差異。結(jié)果表明，鎘脅迫下，兩煙草基因型植株O2·-、H2O2以及MDA均大量積累，且鎘敏感基因型貴煙1號的積累量比耐鎘基因型云煙2號更多。外源添加硒后(Cd+Se)，兩基因型煙草葉片中的O2·-、H2O2以及MDA的積累量均顯著降低，說明鎘脅迫產(chǎn)生的的氧化損傷得到了明顯的緩解;