镉铬胁迫对谷子幼苗生长和抗氧化系统的影响
镉处理对玉米幼苗生理生化指标的影响
植物生理学论文学院：农业与生物技术学院班级：农学121班学号：1251506139姓名：姚爱梅镉处理对玉米幼苗生理生化指标的影响摘要：目的：研究玉米植株在逆境中的生理情况。
方法：通过运用相应方法，测定实验组与对照组的细胞的膜透性、脯氨酸的含量、MDA的含量、细胞过氧化物酶的活性。
结果：与使用营养液的玉米相比，逆境处理组的细胞膜透性随着镉浓度的增加电解质的相对外渗率增加；脯氨酸的含量随着镉浓度的升高而增加；MDA的含量随着镉浓度增加而升高；细胞过氧化物酶活性随着镉浓度的增加而呈现递减的规律。
结论：植物在受到逆境环境的影响时会做出相应的反应来抵抗逆境，以减轻环境对自身带来的影响。
关键词：玉米；镉处理；生理指标Physiology of Maize under different cadmium concentrationsAbstract: Objective: physiological conditions in the adversity of maize plants.Methods: by using the corresponding method, determination of the experimental group and the control group of the cell membrane permeability,proline content, MDA content, cell peroxidase activity. Results: compared with the use of nutritional liquid of corn, the cell membrane permeability of stress treatment group with increasing Cdconcentrations relative leakageelectrolytes rate increased; the content of proline increased with increasingcadmium concentration; MDA content increased with the increase of cadmiumconcentration; cell peroxidase activity with Cd concentrationincreasing anddecreasing rule. Conclusion: the plant will react to resist adversity are influenced by the stress of the environment, in order to reduce the influence of environment on the bring their own.Keywords: maize; cadmium; physiological phenomenon在土、水环境中,单一污染很少，绝大多数污染是多种污染物质共存所造成的复合污染，但国内外有关研究大多只涉及单一污染物的环境效应,对多种污染物所形成的环境复合污染效应及其机理的认识还远远不够。
镉胁迫对不同水稻品种种子萌发_幼苗生长和淀粉酶活性的影响_何俊瑜
镉胁迫对不同水稻品种种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性的影响何俊瑜1 任艳芳1 朱 诚2,3 蒋德安2,3(1贵州大学农学院,贵州贵阳550025;2浙江大学生命科学学院,浙江杭州310058;3通讯联系人,E2mail:gzdx2006@)Effect s of Cadmium St ress on Seed Germination,Seedling Growt h,and Amylase Activities in RiceH E J un2yu1,R EN Yan2fang1,Z HU Cheng2,3,J IAN G De2an2,3(1College of A gricult ure,Guiz hou Universit y,Gui y ang550025,China;2College of L i f e S ciences,Zhej iang Universit y,Hangz hou 310058,China;3Corres ponding aut hor,E2mail:gz d x2006@)Abstract:Two rice varieties,Xiushui110wit h high Cd tolerance and Xiushui11wit h low Cd tolerance were used to study t he effect s of cadmium(Cd)stress on seed germination,seedling growt h and amylase activities.The low cadmium concentra2 tion had little effect on germination rate.However,cadmium stress could significantly inhibit plumule and radicle growt h,es2 pecially for radicle growt h.Germination index,vigour index,radicle lengt h and amylase activities of Xiushui11decreased more significantly wit h t he rising cadmium level compared wit h Xiushui110.And t he cadmium content in seedlings of Xiushui 11was higher t han t hat in Xiushui110when t he cadmium concentration exceeded5μmol/L,which caused lower mitotic index in root tips and amylase activities,and more serious cadmium toxicity in Xiushui11.K ey w ords:cadmium;rice;germination;root lengt h;mitotic index;amylase activity摘 要:以镉耐性不同的两个水稻品种秀水110(耐镉型)和秀水11(镉敏感型)的种子为材料,采用室内培养方法,研究了水稻种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性对Cd胁迫的响应。
镉胁迫对植物生长及生理生态效应的研究进展
镉胁迫对植物生长及生理生态效应的研究进展作者：宋建金凤媚薛俊刘仲齐来源：《天津农业科学》2014年第12期摘要：镉（Cd）污染对植物的生长发育可产生较大影响，低浓度的Cd胁迫可在一定程度上促进植物的生长，但高浓度的Cd胁迫对植物生长有抑制效应；在超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）等保护性酶的调节下，可以在一定程度上缓解Cd 胁迫对植物膜脂的过氧化伤害作用。
本文在总结国内外相关研究的基础上，就 Cd 胁迫对植物的生长发育及生理生态效应进行了简要综述，并指出了存在的问题与发展前景。
关键词：镉；植物；生理生态效应中图分类号：X173 文献标识码： A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.005重金属污染是全球面临的严峻问题之一，是仅次于农药污染的第二大污染。
其中镉（Cd）因周期长、移动性大、毒性高、难降解等而备受关注。
土壤中的镉污染主要是随着采矿冶炼和电镀工业的不断发展而积累起来的[1]。
镉不是植物生长发育所必需的营养元素，但易被植物吸收，过量的镉会对植物产生毒害，导致作物减产。
镉进入植物体内能够被根系和叶片吸收，然后在各组织部位积累，进而通过食物链进入人体积累，加剧人的衰老进程，引发多种疾病，给人类健康带来巨大危害[2]。
关于重金属镉的污染问题，国内外做了大量的研究工作。
目前研究主要集中在Cd的吸收、富集以及其对植物生长发育、生理生化的影响等方面。
1 Cd在植物体内的富集特征及分布不同植物对Cd的吸收累积效应大不相同，通常采用富集系数来说明某种植物对Cd的吸收累积能力。
土壤Cd被植物吸收后，大部分富集在根部，迁移至地上部的一般较少[3]。
Wang等[4]在研究6种蔬菜对Cd的富集吸收能力时发现，叶菜类蔬菜如大白菜、青菜和蕹菜比非叶菜类蔬菜如丝瓜、茄子和豇豆具有较高的富集系数，表明叶菜类蔬菜比非叶菜类蔬菜更容易吸收土壤中的Cd。
镉胁迫和植物抗氧化系统、营养元素相互关系的研究以及多胺的调控作用
镉胁迫和植物抗氧化系统、营养元素相互关系的研究以及多胺的调控作用重金属是全球环境最重要的污染物之一,毒性强,难降解,不仅能通过活性氧和营养胁迫等的中介作用,导致植物氧化伤害、代谢紊乱,乃至死亡,并且能通过食物链富集危害人类身体健康。
因此,研究植物重金属伤害及其抗性机理,已经成为有关环境和人类健康的重要问题。
多胺是一种抗氧化剂,具有调节生长发育、延缓衰老和提高植物的抗逆性等多重功能。
研究多胺对重金属胁迫下植物生理生化作用的影响,可以为了解多胺缓解植物重金属伤害的机理、提高环境重金属污染的植物修复效率等提供参考依据。
对镉胁迫下萝卜幼苗水培实验的研究表明,镉胁迫能使O<sub>2</sub><sup>-</sup>、H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>和MDA的含量增加;抗氧化酶活性随处理所用的镉浓度和处理时间的不同而各异,在这些酶中,根系和叶片的GR活性的增加均与营养液所用镉浓度和处理时间正相关。
通过营养液栽培试验,研究外源Spd对Cd<sup>2+</sup>胁迫下宽叶香蒲叶片和地下茎中抗氧化系统生理指标的变化、镉的亚细胞分布、以及镉和微量营养元素的吸收和转运的影响。
结果表明,单一镉处理（对照组）可以增加宽叶香蒲叶片和地下茎O<sub>2</sub><sup>-</sup>、H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>、MDA、GSH以及叶片AsA的含量;除叶片SOD活性下降外,叶片和地下茎中的CAT、GPX、GR和地下茎中SOD,以及叶片APX的活性都不同程度地升高。
外源Spd可以进一步提高叶片和地下茎的GSH含量以及叶片AsA的含量、叶片和地下茎的GR和APX的活性以及地下茎的SOD、CAT、GPX活性,减少叶片和地下茎中O<sub>2</sub><sup>-</sup>和MDA的产生,并且0.25 mmol/LSpd比0.50 mmol/LSpd对MDA含量增加的抑制作用更明显。
镉胁迫对东营野生大豆幼苗抗氧化系统及可溶性蛋白的影响
镉胁迫对东营野生大豆幼苗抗氧化系统及可溶性蛋白的影响尚玉坤，刘思凯，陈杨晗，刘鲡，唐学博，秦宗志，廖进秋*（四川农业大学生命科学学院，四川雅安625014）摘要:【目的】为综合评价东营野生大豆耐镉胁迫的能力。
【方法】以东营野生大豆为材料，检测不同浓度镉（Cd ）胁迫下野生大豆抗氧化酶活性、丙二醛含量及可溶性蛋白含量的变化。
【结果】丙二醛含量随Cd 浓度增加而增加。
当Cd 浓度低于8mg/L 时，抗氧化酶（SOD 和CAT ）活性、可溶性蛋白含量均高于对照；当Cd 浓度为16mg/L 时，抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量均显著低于对照。
【结论】当Cd 浓度小于等于8.0mg/L 时，野生大豆可通过自身调节减轻或缓解镉胁迫带来的不利影响。
关键词:野生大豆；镉胁迫；抗氧化酶；丙二醛；可溶性蛋白中图分类号:Q591文献标志码:Ａ文章编号:1000-2650（2019）01-0015-07Effects of Antioxidant System and Soluble Protein in Dongying Wild Soybean Seedling under Cadmium StressSHANG Yukun ，LIU Sikai ，CHEN Yanghan ，LIU Li ，TANG Xuebo ，QIN Zongzhi ，LIAO Jinqiu *（College of Life Science ，Sichuan Agricultural University ，Ya'an 625014，Sichuan ，China ）Abstract:【Objective 】To comprehensively evaluate the cadmium resistant ability of Dongying wild soybean.【Method 】Using Dongying wild soybean as the materials ，the antioxidant enzyme activities ，the contents of malondialdehyde and soluble portein were detected under different treatments of cadmium concentrations.【Result 】The contents of malondialdehyde were increased with increasing Cd concentrations.When Cd concentrations were lower than 8mg/L ，the antioxidant enzyme activities (SOD and CAT)and the contents of soluble protein under Cd stress were significantly higher than that of the control ；when Cd concentration was 16mg/L ，the activity of antioxidant enzymes and the content of soluble protein were significantly lowerthan that of the control.【Conclusion 】When Cd concentrations were less than or equal to 8.0mg/L ，wild soybean could mitigate or alleviate the adverse effects of Cd stress through self-regulation.Keywords:wild soybean ；cadmium stress ；antioxidant enzyme ；malondialdehyde ；soluble protein 第37卷第1期2019年2月收稿日期:2018-05-08基金项目:四川省教育厅重点项目（14ZA0008）。
镉胁迫对植物生长发育的影响及其机制
镉胁迫对植物生长发育的影响及其机制植物是生命的载体，生长发育是植物的生命体征之一。
然而，在人类的工业化进程中，很多有毒物质如镉不断被排放，加剧了土壤污染，对植物生长发育产生了严重威胁。
一、镉胁迫对植物生长发育的影响1.1 影响植物的根系镉胁迫会导致植物根毛数量减少、长度缩短、形态异常，同时还会影响根系结构和比表面积，从而使植物的营养吸收能力降低，影响养分的吸收和利用。
1.2 影响植物的光合作用镉胁迫还会影响植物光合作用过程，如破坏光合色素、降低光合酶活性等，导致植物叶片产生黄化，减小叶面积，影响光合作用的产物的形成和运输，影响植物生长。
1.3 影响植物的生长和发育镉胁迫会导致植物的茎秆变软、矮化，叶片变小、厚度减薄等，同时还会影响植物的叶芽、花序、花粉等发育，直接影响植物的繁殖能力。
二、镉胁迫对植物生长发育的机制镉胁迫导致的植物生长发育异常与其机制密切相关。
主要原因包括镉离子的毒性、离子对植物代谢物的影响以及激活氧的介入。
2.1 镉离子的毒性镉离子是植物生长发育受到镉胁迫的主要原因之一。
镉离子与植物的酶、蛋白质、核酸以及维生素等重要物质形成络合物，导致这些物质的功能损害，影响植物的代谢和养分吸收。
2.2 离子对植物代谢物的影响镉离子还可以影响植物代谢物的运输，导致植物代谢物的积累和分布不均，影响植物的生长发育。
2.3 激活氧的介入镉胁迫会导致植物体内激活氧的产生增多，激活氧直接损害植物的细胞壁、膜蛋白等，影响植物细胞的稳定性和透性。
三、镉胁迫对植物的防御机制要想保证植物在镉胁迫下正常的生长发育，必须要采取相应的防御措施，常见的方法包括增强植物的代谢能力、促进植物本身对毒物的解毒和调节化合物的合成。
3.1 增强植物的代谢能力对于受到镉胁迫的植物来说，增强植物自身的代谢能力可以有效地减轻镉离子的毒性。
例如，通过提高酵素活性、增强植物的氮素吸收，增强代谢能力，对植物细胞的应激反应能力进行提高。
3.2 促进植物自身的解毒植物自身含有一系列的解毒酶，能够将镉离子转化为无毒的形式。
重金属镉污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响
化学农药和无机磷肥的使用以及废水废气的排放加剧了耕作土壤中金属离子的污染程度，农作物被动吸收土壤中重金属。
这样Cd 2+ 就通过食物链进入人体,对人类的健康造成很大的威胁[1，2]。
铜对植物的伤害首先会表现在种子的萌发和幼苗生长的变化上,种子萌发时期的生长状况直接影响作物以后的生长和产量。
因此,研究种子在萌发阶段受重金属污染的影响显得尤为重要,而目前关于铜对种子萌发和幼苗生理生态作用的研究报道尚不多见[2~8]。
为了探讨铜胁迫对植物幼苗的生态效应,本文以玉米为试验材料,研究了不同浓度铜处理对种子萌发及幼苗生长和某些生理特性的影响,以期反映铜胁迫下幼苗的变化,为污染生态学的研究和预防玉米早期铜伤害提供理论依据。
1 材料与方法1.1 供试材料供试验玉米品种为龙单13，种子由黑龙江省农科院玉米所培育。
试剂氯化铜(CdCl 2)为分析纯。
1.2 方法选均匀一致的玉米种子，先用0.1%hgCl 2消毒10min,再用无茵水仲洗3~5次,置(30 1)C 光照培养箱中催芽241，将其整齐地排列在直径为15Gm 铺有滤纸的培养皿中,每皿10粒,用含有不同浓度Cd 2+的hoagland 营养液培养。
Cd 2+浓度(按氯化铜中Cd 2+计算)每升毫克数分别为0、5,10,15,30,50,100,120，对照用去离子水培养,试验采用完全随机排列。
每个处理与对照均为3个重复，置室温下B然光照发芽。
1.3 萌发指标测定玉米种子萌发的发芽势为处理后4d 测定,培养7d 后,统计发芽率。
待玉米长出真叶（培养15d ）时，将幼苗取出,用蒸馏水仲洗5~6次,开始测定幼苗生长状况。
分别测量苗高与根长,并剪取根、茎、叶,在105C 杀青30min 后于65C 下烘至恒重,称取根系和地上部干物质重。
2 结果与讨论2.1 Cd 2+胁迫对玉米种子萌发的影响Cd 2+是在低浓度下就显示毒性的元素。
它对玉米种子萌发的胁迫作用从实验结果(表1)可知,对玉米发芽率来讲,当Cd 2+浓度为5~15mg/L 时,对玉米种子萌发有刺激作用；当Cd 2+浓度重金属镉污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响李国良(黑龙江省农业科学院玉米研究所，黑龙江哈尔滨150086）摘要:研究不同浓度镉!Cd 2+"胁迫对玉米萌发及幼苗生长影响,结果表明,当Cd 2+浓度为5~15mg/L 时,Cd 2+可以促进玉米种子的萌发#提高玉米的发芽势和发芽率#促进玉米芽与幼根的生长$当Cd 2+的浓度高于50mg/L 时,明显抑制种子萌发和幼苗生长%关键词: 镉#玉米#种子萌发#幼苗Effect of Cadmium on maize seeds germination and seedling growthLI Guo-liang (academy of agricuIturaI Science,Harbin 150086,China)Abstract : The effects of Cd2+in different concentration rations on the germination of maize seeds and the growth of seedIing were studied.It was shown that Cd2+raised germination percentage,the bud growth and root growth when Cd2+IeveI was range from 5mg/L to 15mg/L.High IeveI Cd2+that its concentration was higher than 50mg/L was harmfuI to the germination and growth of maize.Key words:cadmium;maize;seed germination;seedIing为30mg/L 时对发芽率影响不大,发芽势与对照一样；而当Cd 2+浓度增大到50mg/L 以上时,玉米种子的萌发率则随Cd 2+浓度的增大而减小,即显著或极显著地抑制种子的萌发。
镉胁迫下小麦幼苗抗氧化酶活性的影响ppt
在一定范围内，抗氧化酶活性 的提高有助于减轻镉胁迫对小 麦幼苗的伤害，提高其适应能 力。
不同品种的小麦幼苗对镉胁迫 的抗氧化酶活性反应存在差异， 表明品种间抗逆性存在差异。
研究不足与展望
当前研究主要关注了镉胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活性的影响，但未涉及 其他生理生化指标，如叶绿素含量、丙二醛含量等，未来可进一步拓展 研究范围。
不同植物品种对镉胁迫的抗氧化酶活性变化可 能存在差异，这为培育耐镉胁迫的植物品种提 供了潜在的生理机制。
抗氧化酶活性与植物耐镉胁迫之间的关系对于 指导农业生产实践具有重要意义，有助于提高 作物对重金属污染环境的适应能力。
06
结论与展望
研究结论
镉胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活 性具有显著影响，随着镉浓度 的增加，抗氧化酶活性呈现先 升高后降低的趋势。
镉胁迫下小麦幼苗抗氧化 酶活性的影响
• 引言 • 镉胁迫对小麦幼苗的影响 • 抗氧化酶在植物抗逆中的作用 • 实验材料与方法 • 实验结果与分析 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景
镉是一种有毒的重金属元素，对环境和生物体具有极大的危 害。随着工业化和城市化进程的加速，镉污染问题日益严重 ，对农作物生长和食品安全构成威胁。
THANKS
感谢观看
实验组
分别在不同浓度的镉胁迫下培养幼苗，观察并记录幼苗的生长情况和抗氧化酶活性变化。
05
实验结果与分析
实验结果
01
镉胁迫下小麦幼苗的抗氧化酶活性受到显著影响。
02
随着镉浓度的增加，抗氧化酶活性呈现先上升后下 降的趋势。
03
在一定镉浓度范围内，抗氧化酶活性与镉浓度呈正 相关，超过该范围则呈负相关。
03
镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响_黄辉
农业环境科学学报2010,29(2):211-215Journal of Agro-Environment Science摘要：采用水培方法，在玉米幼苗进入三叶期后向培养液中加入不同浓度氯化镉（0、10-6、10-5、10-4mol ·L -1），胁迫不同时间（5、10、15d ）后对幼苗进行各项指标检测。
结果表明，低浓度（10-6mol ·L -1）及中浓度（10-5mol ·L -1）镉胁迫对幼苗生长均有较强刺激作用，而中浓度胁迫对地上部分作用更明显；低浓度镉胁迫对根部及叶片抗氧化酶（SOD 、POD 、CAT 及ASA －POD ）活性影响较小，只是根部POD 、ASA －POD 活性明显升高，而中浓度胁迫对除SOD 外其他抗氧化酶活性均有显著促进作用；MDA 含量均未有显著升高，可见根部及叶片未受到氧化损伤；两种浓度胁迫下，Fv ′/Fm ′虽下降，净光合速率有所升高。
高浓度镉（10-4mol ·L -1）胁迫下幼苗生长几乎停止；根部SOD 及CAT 活性升高，而POD 和ASA －POD 被明显抑制，叶片中CAT 、POD 及ASA －POD 活性显著升高；根部受到显著氧化损伤；各项光合参数（Fv /Fm 、Fv ′/Fm ′和净光合速率）均显著降低。
关键词：镉；玉米；抗氧化酶；丙二醛；叶绿素荧光参数中图分类号：Q945.78文献标志码：A文章编号：1672-2043(2010)02-0211-05镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响黄辉，李升，郭娇丽（天津师范大学化学与生命科学学院生物系，天津300387）The Influence of Cadmium （Cd 2＋）to the Antioxidant System and Photosynthesis of Seedling of Zea mays L.HUANG Hui,LI Sheng,GUO Jiao-li（Department of Biology,College of Chemistry and Life Sciences,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China ）Abstract ：The influence of Cd 2+to the antioxidant system and photosynthesis of maize （Zea mays L.）was studied systematically.Seedlings were cultivated in Hoagland liquid medium ，and in the three -leave -period were treated with different concentrations of CdCl 2（0，10-6，10-5，10-4mol ·L -1）.After 5，10and 15days of stress ，physiological parameters of seedlings were measured.In the stress of low （10-6mol ·L -1）and middle （10-5mol ·L -1）concentration,the growth of seedlings was promoted obviously whereas that of parts above the earth more notably in the stress of 10-5mol ·L -1;In the stress of 10-6mol ·L -1,the activities of POD and ASA-POD in root increased and activities of other anti-oxidant enzymes changed little;However,the stress of middle concentration made activities of anti-oxidant enzymes increase obviously except SOD;The content of MDA was not high compared with control,which showed that seedlings were not hurt by oxidation;Fv ′/Fm ′de －creased and the net photosynthetic rate rose.In the concentration of 10-4mol ·L -1,the seedlings almost did not grow;The activities of SOD and CAT in root increased and those of POD and ASA-POD were inhibited seriously,and the activities of CAT,POD and ASA-POD in leave in －creased sharply;Root was hurt oxidately;Photosynthetic parameters （Fv /Fm ,Fv ′/Fm ′and net photosynthetic rate ）decreased notably.Keywords ：cadmium;Zea mays ;antioxidant enzyme;MDA;parameters of chlorophyll fluorescence收稿日期：2009－09－09基金项目：天津师范大学博士启动基金（5RL034）；国家自然科学基金（30570101）作者简介：黄辉（1976—），男，天津人，博士，副教授，主要从事植物生物化学和光合作用方面研究。
镉胁迫对不同水稻幼苗生长和叶片生理活性的影响
镉胁迫对不同水稻幼苗生长和叶片生理活性的影响
吴鑫１ 王琳１ 龙应霞２
８０ ０ａ
间差异不显著ꎬ 到 ２００μｍｏｌＬ 时ꎬ 差异显著ꎮ “ 红
１０
９８ ３ａ
９８ ５ａ
６２ ５ａｂ
８２ １ａ
≤Ｃｄ 处理间差异不显著ꎬ 但从 ８０~１２０μｍｏｌＬ 时差异
８０
９６ ９ａｂ
８８ ６ｂ
６０ ０ｂ
１６０
９６ ４ｂｃ
８２ ６ｃ
迫浓度为 １０μｍｏｌＬ ≤Ｃｄ ≤１６０μｍｏｌＬ 时ꎬ 处理
粘” 幼苗根长对低镉胁迫具有较强的耐受性ꎬ 与根数
表 １ 不同镉 ( Ｃｄ２＋ ) 浓度对水稻幼苗根数的影响
Ｃｄ２＋ 浓度
表现情况一致ꎮ
根数
/( μｍｏｌＬ ) 撒哈麻谷(３) 红岩粘
－１
０
９ １ａ
１
８ １ａ
９ ３ａ
１０
８ ５ｂ
８０
８ ４ｂｃ
１６０
８ ３ｂｃ
４０
１２０
２００
合爱黑糯 小红米(２)
效应和时间效应ꎬ 随着镉离子 ( Ｃｄ２＋ ) 浓度的增加和处理时间延长ꎬ 上述 ４ 个品种水稻幼苗根、 茎、 叶均呈现不
同的变化趋势ꎬ 表现在低镉浓度下根数、 根长、 株高有所增加ꎬ 在高镉浓度下逐渐下降ꎬ 且根系受影响程度明显
大于株高和叶数ꎻ 根的变化影响叶绿素、 过氧化物酶和丙二醛含量ꎬ 叶绿素含量随镉胁迫浓度增加而下降ꎬ 过氧
米 (２) ” “ 合爱黑糯” ꎬ 由贵州省农作物品种资源研
境问题之一ꎬ 镉污染就是其中比较严重的ꎮ 我国仅因
１ ２ 试验方法
镉胁迫对不同品种玉米幼苗生长及生理特性的影响
湖南农业大学学报(自然科学版)2023，49(5)：509–515．DOI：10.13331/ki.jhau.2023.05.002Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)引用格式：吴月莹，邓思情，刘松芹，罗红兵，易镇邪，邓敏．镉胁迫对不同品种玉米幼苗生长及生理特性的影响[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2023，49(5)：509–515．WU Y Y，DENG S Q，LIU S Q，LUO H B，YI Z X，DENG M．Effects of cadmium stress on the growth and physiological characteristics of maize seedlings from different varieties[J]．Journal of Hunan AgriculturalUniversity(Natural Sciences)，2023，49(5)：509–515．投稿网址：镉胁迫对不同品种玉米幼苗生长及生理特性的影响吴月莹1,2，邓思情1,2，刘松芹1,2，罗红兵1,2，易镇邪1,2，邓敏1,2*(1.湖南农业大学农学院，湖南长沙410128；2.湖南省玉米工程技术研究中心，湖南长沙410128)摘要：为探究不同品种玉米苗期对镉胁迫的响应差异，筛选出耐镉性较强的品种，选用4个玉米杂交种(京农科728、郑单958、正大999、豫单9953)，通过水培的方法进行镉胁迫(6 mg/L CdCl2·2.5H2O)处理，在镉胁迫3、6、9、12 d后对4个玉米品种苗期的生长指标和生理指标进行检测分析，并采用主成分分析和隶属函数法进行耐镉性综合评价。
结果表明：镉胁迫后4个品种幼苗的根长、株高、地上部干质量、地上部鲜质量、地下部干质量、地下部鲜质量和总叶绿素含量整体低于对照(蒸馏水处理)，豫单9953在整个胁迫过程中叶片和根部的POD 活性以及MDA含量高于对照组；镉胁迫下，与其他品种相比，豫单9953的株高、根长和干质量下降幅度较大，但其鲜质量受影响较小，且其叶片MDA含量增加幅度小，POD活性强。
镉胁迫下玉米幼苗生理生态的变化_刘建新
镉胁迫下玉米幼苗生理生态的变化*刘建新(陇东学院生命科学系,庆阳745000)摘 要 用不同浓度Cd 2+处理玉米种子,在室内常规培养,研究了种子萌发和幼苗生理生态的变化。
结果表明,镉影响玉米种子的萌发和幼苗的生长。
当Cd 2+浓度高于50mg L -1时,显著抑制种子的发芽率;随Cd 2+浓度的增加,根系长度和侧根数减小;在Cd 2+浓度小于5mg L -1时,镉刺激苗高和根系及地上部干物质量增加,当Cd 2+浓度超过相应浓度时,苗高和根系及地上部的生长量随Cd 2+浓度提高而降低。
镉胁迫下幼苗根系活力和叶绿素含量明显降低,根内丙二醛含量增加。
镉影响玉米幼苗对矿质元素的吸收。
根系和茎叶中Ca 、M g 、Fe 、Cu 的吸收量随Cd 2+浓度提高而增加,K 、Zn 的吸收量随Cd 2+浓度提高而减少。
关键词 镉,玉米,根系活力,叶绿素,丙二醛,矿质元素中图分类号 Q945 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2005)03-0265-04Physiological and ecological responses of maize seedlings to cadmium stress.L IU Jianx in (Dep ar tment of Lif e Science,Longdong Univer sity ,Qingyang 745000,China ).Chinese Jour nal of Ecology ,2005,24(3):265~268.M aize seeds w er e soaked in solutio n with different concentration of cadmium (Cd 2+)and cultured routinely in doors.G er mination of seeds and physiolog ical and ecological r esponses of seedling s were studied.T he results show ed that Cd could affect g ermination of seeds and grow th of maize seedling.M aize seed germination rate w as inhibited w hen the concentration of Cd 2+w as higher than 50mg L -1.Wit h Cd 2+concentration in -crease,main root length and lateral root number w ere decreased.Cd 2+could promote seedling height ,dr y mat -ter w eight of root and shoot when its concentration w as low er than 5mg L -1.However,w hen the concentra -tion was hig her than 5mg L -1,inhibition effects could be observed,with the root activity and the content of chlorophyll reduced and malondialdehyde (M DA )content increased in root.Cd also affects the absorption of ot her miner al elements.For ex ample,it could promote the absorptio n of Ca,M g,Fe and Cu in root and shoot,and inhibit t he absorption o f K and Zn.Key words cadmium,maize,root activity ,chloro phyll,M DA,mineral elements.*陇东学院科研专项基金资助项目(SZNK0223)。
镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗生理生化影响的研究
广西师范大学硕士学位论文镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗生理生化影响的研究姓名：徐美燕申请学位级别：硕士专业：生物化学与分子生物学指导教师：石贵玉20070501镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗生理生化影响的研究摘要本文以镉（Cd2+）、铬（Cr6+）和硒（Se）为材料，以杂交水稻“Ⅰ优974”为研究对象，采用溶液培养，通过研究镉、铬胁迫以及Se对水稻幼苗生理生化的影响，研究了重金属胁迫对水稻伤害机理及水稻耐性机制，同时进行了低浓度的Se在一定程度上缓解重金属离子对水稻的毒害作用机理的研究。
结果表明:1. 镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗生长量的影响（1）Cd2+、Cr6+ 在较低的浓度（≤25μmol/L）时，促进了水稻幼苗生长量的增加；随着Cd2+、Cr6+浓度的增加，水稻幼苗的生长受到了抑制，表现在株高、根长、鲜重和干重均减少，对水稻幼苗生长的毒害作用镉大于铬。
（2）低浓度的Se（≤15μmol/L），对水稻幼苗株高、主根长、鲜重和干重起促进作用；高浓度的Se（≥25μmol/L），则使水稻幼苗生长量受到不同程度的抑制。
（3）低浓度的Se（15μmol/L）与Cd2+（100μmol/L）、Se（12.5μmol/L）与Cr6+（100μmol/L）混合，与Cd2+（100μmol/L）或Cr6+（100μmol/L）单一胁迫下比较，前者的株高、鲜重和干重均有增加，表明Se可能减轻Cd2+或Cr6+对水稻幼苗生长的毒害作用。
2. 镉、铬胁迫以及硒对水稻幼苗叶片叶绿素的影响(1) 随着Cd2+、Cr6+ 以及Se浓度的提高，叶片的叶绿素含量呈现先上升后大幅度下降的趋势。
(2) 低浓度的Se（15μmol/L）与Cd2+（100μmol/L）、Se（12.5μmol/L）与Cr6+（100μmol/L）混合，与浓度100μmol/L的Cd2+或Cr6+单一胁迫下比较，Se可以减轻重金属离子对水稻幼苗叶绿素的分解。
重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响
文章编号：1673-887X(2023)12-0013-03重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响刘佳丽（湖南农业大学，湖南长沙410125）摘要为了探索不同浓度重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响，设置5个处理小组，每个处理小组分3个平行小组进行试验。
试验结果发现：对照组的发芽率显著高于处理1组和处理2组（P＜0.05），极显著地高于处理3和处理4组（P＜0.01），各个小组的发芽势相比，均达差异显著性（P＜0.05）；随着重金属镉浓度的升高，大豆的发芽指数和活力指数逐渐降低，和对照组相比，处理1组—处理4组的发芽指数分别降低了15.72%、22.41%、29.10%和44.15%，活力指数分别下降了13.03%、31.73%、55.17%和60.23%；株高以对照组的最高，和对照组相比，处理1组—处理4组的株高分别降低了23.17%、44.11%、52.75%、60.59%；叶长以对照组最高，除了处理2组、处理3组之间相比差异不显著外，其余各个小组之间相比均达差异显著性水平（P＜0.05）；叶宽以对照组的最宽，除了处理3组和处理4组之间相比差异不显著外，其余均达差异显著性水平（P＜0.05）；根长以对照组最长，且各个试验小组的根长相比均达差异性水平（P＜0.05）。
试验说明，随着镉金属溶度升高，大豆种子的萌发会受到抑制，萌发所需要的时间加长，而且大豆苗的生长也会受到抑制。
关键词镉；大豆；种子；萌发；影响中图分类号S565.1；X173文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.12.004Effects of Heavy Metal Cadmium on Seed Germination and Seedling Growth of SoybeanLiu Jiali(Hunan Agricultural University,Changsha410125,Hunan,China)Abstract：In order to explore the effects of different concentrations of cadmium on soybean seed germination and seedling growth,5 treatment group were set up,and each treatment group was divided into3parallel group.The results showed that the germination rate of control group was significantly higher than that of treatment group1and2(P<0.05),and was significantly higher than that of treatment group3and4(P<0.01).The germination potential of all group was significantly different(P<0.05).With the increase of cadmium concentration,the germination index and vitality index of soybean gradually pared with the control group, the germination index of soybean in treatment group1and4decreased by15.72%,22.41%,29.10%and44.15%,respectively,and the vitality index decreased by13.03%,31.73%,55.17%and60.23%,respectively.The plant height of the control group was the pared with the control group,the plant height of the treatment group1and4decreased by23.17%,44.11%,52.75%and 60.59%,respectively.The leaf length of the control group was the highest,except that there was no significant difference between treatment group2and3,and the other group reached the significant difference level(P<0.05).The leaf width of the control group was the widest,except that there was no significant difference between treatment group3and4(P<0.05).The root length of the con‐trol group was the longest,and the root length of all experimental group was different(P<0.05).The results showed that with the in‐crease of cadmium solubility,the germination of soybean seeds would be inhibited,the time required for germination would be lon‐ger,and the growth of soybean seedlings would also be inhibited.Key words：cadmium,soybean,seed,germinate,influence随着我国工业化程度的推进，与矿业和电镀等相关的重金属行业也得到不断的发展，使得我国土壤中的重金属物质的积累越来越多，而且最近几年关于土壤重金属污染的报道也日益增多，尤其是受镉元素的污染[1]。
镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响
（ ，０６１＿，０４ ｏ・ － ． ｆ ｒ ，０ａ ｄ１ ａｓ ｆｔ ｓ，ｈｓ ｌ ｉａ ｐｒｍ ｔｒ ｏ ｓｅｌ ｇ ｅｅ ａｕｅ ．ｎｔ ｒｓ ｏ ｌ １ ０ １＿ ０５１＿ｍ ｌＬ’ Ａ ｔ １ ｎ ５ｄｙ ｒ ｓｐ ｙｉｏ ｃｌ ａａ ｅｅ ｄｉ ｓ ｒ ｍｅｓｒｄ Ｉ ｅｓ ｅｓ ｆｏ ０ ， ） ｅ５ ｏｓｅ ｏｇ ｓ ｆｅ ｎ ｗ ｈ ｔ ｗ（
ＨＵＡＮＧ Ｈｕ ， ＩＳ ｅ ｇ ＧＵＯ ｉｏ ｌ ｉＬ ｈ ｎ ， Ｊａ － ｉ
（ ｅ ａ ｍ ｎ ｉｌ ｙＣ ｌｇ ｆ ｈｍｉｒ ａ ｄ ｉ ｃ ｎ ｅ， ｉｎｉ Ｎ ｒ ｌ ｎｖｒｔ， ｉｎｉ ３０ ８ ， ｈｎ ） Ｄ ｐｒ ｅ ｔｆ ｏｏ ， ｏ ｅｅ ｅ ｓｙ ｎ ｆ Ｓ ｉ ｃｓＴａｊ ｏ ｉｅｓｙＴａｊ ０ ３ ７ Ｃ ｉａ ｔ ｏＢ ｇ ｌ ｏＣ ｔ Ｌ ｅ ｅ ｎ ｍａ Ｕ ｉ ｎ
Ｓ ｅ ｌ ｇ ｒ ｕ ｔ ａ ｅ ｎ Ｈｏ ｇ ａ ｄ ｌ ｕ ｄ ｍｅ ｉ ｍ， ｎ ｎ ｔ ｅ ｔ ｒ ｅ ｌａ ｅ ｐ ｒｏ ｅ ｅ ｔｅ ｔｄ ｗｉ ｉ ｅ ｅ ｔｃ ｎ ｅ ｔａｉｎ ｆ Ｃ Ｃ ２ ｅ ｄ ｉ ｓ ｗｅｅ ｃ ｌ ｖ ｔ ｄ ｉ ａ ｌ ｎ ｉ ｉ ｄ ｕ ａ ｄ ｉ ｈ ｈ ｅ － ｅ ｖ － ｅ ｄ ｗ ｒ ｒ ａｅ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｃ ｎ ｒｔｏ ｓ ｏ ｄ １ ｎ ｉ ｑ ｉ ｈ
镉胁迫对水稻幼苗生长的影响
镉胁迫对水稻幼苗生长的影响作者：龙应霞刘荣鹏刘洋来源：《农业与技术》2020年第18期摘要：采用水培法，以贵州省黔南州惠水县主要农业区当地品种“缩颈麻”、“小红米（2）”为材料，研究不同浓度Cd处理对当地水稻幼苗生长情况的影响。
结果表明：Cd胁迫对水稻幼苗的生长存在时间效应和浓度效应，当Cd2+浓度较低时，Cd2+对水稻的生长有一定的刺激作用，随着Cd2+处理浓度增加和处理时间延长，水稻幼苗的根长、根总量、株高、叶数等均呈下降趋势，水稻幼苗叶绿素含量也表现出下降趋势，水稻幼苗过氧化物酶的含量呈上升趋势。
水稻品种间对Cd的耐受性表现出一定差异性。
关键词：镉胁迫;缩颈麻;小红米（2）;水稻幼苗;生长中图分类号：S-3 ; ; ; 文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200930005不同水稻品种对Cd吸收和积累存在差异[1-11]，筛选耐镉品种成为必要。
地方品种是指在当地自然或栽培条件下，经长期自然或人为选择形成的品种，对当地自然或栽培环境具有较好适应性。
黔南是传统水稻种植区，地方品种资源丰富。
开展黔南水稻地方品种耐Cd性的研究，筛选抗Cd能力较强的品种用于大田生产，有助于减轻Cd对水稻产量、质量的影响。
以黔南地方水稻品种“缩颈麻”、“小红米（2）”为材料，比较Cd胁迫下对2个品种有关生理特性的影响，为选择水稻耐Cd品种提供理论依据。
1 材料与方法1.1 材料供试材料为“缩颈麻”、“小红米（2）”，种子材料由贵州省农作物品种资源研究所提供。
1.2 方法采用水培法，以改良霍格兰特营养液为基础，以3CdSO4.8H2O提供镉源，设计Cd离子浓度为40μmol · L-1、80μmol·L-1、120μmol·L-1、160μmol·L-1、200μmol·L-1。
对照（0μmol·L-1）为改良霍格兰培养液，每隔1d换1次培养液。
镉胁迫下不同耐性水稻植株幼苗生长和抗氧化酶的变化_陈会
江西农业大学学报2012，34（6）：1099－1104http：//xuebao．jxau．edu．cn Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis E－mail：ndxb7775@sina．com镉胁迫下不同耐性水稻植株幼苗生长和抗氧化酶的变化陈会，任艳芳，陈秀兰，王阳阳，何俊瑜*（贵州大学农学院，贵州贵阳550025）摘要：以耐Cd性不同的两个水稻品种（秀水63和秀水09）为试验材料，采用溶液培养方法，比较研究不同浓度Cd（0，1，5，10，25，50，100μmol/L）胁迫不同时间后水稻幼苗生长、脯氨酸、丙二醛（MDA）和抗氧化酶活性的变化。
结果表明：随Cd胁迫浓度增加和胁迫时间延长，水稻幼苗生长明显受抑，株高和地上部干重增长、叶绿素含量明显下降，且秀水63降幅大于秀水09；处理3d后，较高浓度Cd（≥50μmol/L）胁迫造成叶片MDA含量明显增加，随着胁迫时间的延长，高于10μmol/L Cd胁迫对MDA含量有显著影响，特别是秀水63。
叶片脯氨酸含量、SOD、POD活性随Cd胁迫浓度增加和胁迫时间延长呈增加的趋势，且秀水09的增加幅度高于秀水63，而CAT活性表现为先增加后降低，在较高浓度Cd胁迫下（≥25μmol/L）秀水63降幅较大。
可见，较高的脯氨酸含量和较强抗氧化酶活性是秀水09耐镉性强于秀水63重要原因之一。
关键词：镉；水稻；耐性；抗氧化酶中图分类号：X173；Q945．78文献标志码：A文章编号：1000－2286（2012）06－1099－06Changes of Seedlings Growth and Antioxidant Enzyme Activitiesof Different Cd-tolerant Rice Cultivars under Cadmium StressCHEN Hui，REN Yan-fang，CHEN Xiu-lan，WANG Yang-yang，HE Jun-yu*（College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang550025，China）Abstract：Different responses of seedlings growth and physiological characteristics in different cadmium－tolerant rice cultivars（Xiushui63and Xiushui09）were studied with a hydroponic experiment under different Cd concentration（0，1，5，10，25，50，100μmol/L）．The results showed that the growth of rice seedlings was restrained significantly by the increase of Cd concentration and prolonged time．The inhibition rates of height，leaf dry weight and chlorophyll content in Xiushui63were greater that those in Xiushui09．The con-tent of MDA increased observably the stress of high concentration of Cd（≥50μmol/L）for3days．With the prolonged time，Cd high than10μmol/L the content of MDA increased signficantly after Cd treatment for9 days．The content of proline and activities of superoxide dismutase（SOD）and peroxidase（POD）increased under Cd stress．And they were more obvious in Xiushui09with the same concentration and the stress time．The activity of catalase（CAT）firstly increased and then decreased as the Cd concentration increased，and it收稿日期：2012－06－11修回日期：2012－07－17基金项目：国家自然科学基金项目（40901260）和贵州省自然科学基金项目（20122144）作者简介：陈会（1989—），女，硕士生，主要从事植物环境生理生态研究，E－mail：gzdx2006@126．com；*通讯作者：何俊瑜，教授，博士，E－mail：junyuhe0303@126．com。
镉离子胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响的开题报告
镉离子胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响的开题报
告
题目：
镉离子胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响
背景：
镉是一种常见的重金属污染物，在工业生产、废水排放等过程中会被排放到环境中。
镉离子在土壤和水中具有很强的毒性，对植物的生长和发育产生不良影响。
特别
是在小麦等粮食作物的生长过程中，镉离子胁迫会导致作物产量和品质下降，从而对
粮食生产带来严重的影响。
活性氧（ROS）在植物的生长和逆境响应中起着重要的作用。
镉离子的胁迫会导致ROS的产生增加，从而导致氧化损害，损伤细胞膜、DNA、蛋白质等，并可能引起细胞凋亡等反应。
因此，研究镉离子胁迫对小麦不同生育期活
性氧代谢的影响是十分重要的。
研究内容：
本研究将选择小麦作为研究对象，通过对不同生育期小麦进行镉离子处理，观察其活性氧代谢的变化。
具体研究内容包括：
1.根据小麦生长发育特点，选择不同生育期的小麦进行实验，包括萌芽期、生长期、籽粒发育期等。
2.设置镉离子不同浓度的处理组和对照组，利用荧光显微镜观察ROS的产生情况，同时测定ROS含量。
3.通过测定MDA含量、SOD活性、CAT活性、POD活性等指标，分析小麦在不
同生育期镉离子胁迫下的氧化损伤情况和逆境响应。
4.利用RNA-Seq等方法，对镉离子胁迫下小麦不同生育期的基因表达进行全面分析和比较，筛选出关键的生物学过程和信号通路，探究镉离子胁迫对小麦活性氧代谢
的影响机制。
意义：
本研究将有助于深入了解镉离子胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响机制，为小麦生产提供科学依据和技术支持，同时也有助于深刻认识镉离子污染对环境和生
态系统的不良影响。
镉对谷子幼苗的毒性作用
山西农业科学2019，47（5）：766-769镉对谷子幼苗的毒性作用习夏平袁仪慧兰（山西大学生命科学学院，山西太原030006）摘要:为研究镉对谷子幼苗的毒性作用，以谷子长农44号为材料，采用50，200滋mol/L Cd 溶液水培幼苗，8d 后检测植株生长状况及氧化/抗氧化指标。
结果表明，Cd 胁迫后谷子幼苗根长和地上部分鲜质量显著降低，植株叶缘发黄，叶尖干枯；地上组织中O 2-·生成速率提高，H 2O 2和MDA 含量显著升高，过氧化物酶活性显著升高，过氧化氢酶活性略有升高，谷胱甘肽和半胱氨酸含量显著增加，超氧化物歧化酶、谷胱甘肽硫转移酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性无明显改变。
一定浓度的Cd 胁迫可诱导谷子幼苗中活性氧水平升高，抑制植株生长发育，诱导植物抗氧化系统应答，即抗氧化分子合成增加、抗氧化酶系统激活，以提高谷子幼苗的Cd 耐受性。
关键词:镉毒性；谷子幼苗；氧化损伤；抗氧化系统中图分类号:S515文献标识码:A文章编号:1002-2481（2019）05-0766-04Toxic Effects of Cadmium on Millet SeedlingsXI Xiaping ，YI Huilan（College of Life Science ，Shanxi University ，Taiyuan 030006，China ）Abstract ：Effects of cadmium （Cd ）on millet was studied by using Changnong 44seedlings as the materials.After millet seedlings were treated with 50,200μmol/L Cd for 8d,the growth status as well as oxidation and antioxidation indexes were detected.The results showed that the root length and the fresh quality of aboveground part of millet seedlings decreased significantly in Cd-treated groups,associated with leaf curling and less green.The superoxide anion formation rate increased,and the contents of hydrogen peroxide and malondialdehyde increased significantly in Cd-treated groups.The activities of catalase and peroxidase,and the contents of glutathione and cysteine increased in Cd-treated groups,but the activities of superoxide dismutase,glutathione S-transferase and glutathione peroxidase didn't change significantly.The results show that a certain concentrations of Cd can induce the increase of reactive oxygen species level in millet seedlings,inhibit plant growth and development,and induce plant antioxidant system response.The responses of antioxidant system in plants can improve the tolerance of millet seedlings to Cd stress.Key words ：cadmium toxicity;millet seedlings;oxidative damage;antioxidant system收稿日期:2019-03-05基金项目:国家自然科学基金项目（31371868）；山西优秀人才科技创新项目（201605D211031）；山西省重点研发计划项目（社会发展）（201703D321026-4）；山西省回国留学人员科研资助项目（2017-010）作者简介:习夏平（1992-），女，陕西渭南人，在读硕士，研究方向：植物逆境生理。
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L-1、铁盐溶液 2.5 mL·L-1、微量元素 5 mL·L-1，pH6.0。 1.3 测定项目与方法 1.3.1 生理参数
谷子幼苗整株取出，蒸馏水冲洗后，测量幼苗的 株高、根长（以 20 株幼苗平均值计，mm）。叶绿素含量
过量等过程中起重要作用[8-11]。
采用 96%乙醇提取法测定[16]。MDA 含量采用硫代巴
天更换 1 次营养液，7 d 后用 10 mL 不同浓度的镉（0、 50、1000 滋mol·L -1）或铬（0、50、1000 滋mol·L -1）的
到体内，可造成幼叶失绿、植株矮小、根损伤等中毒症 状，严重时直接导致死亡[2]。Cd、Cr 对植物的毒性诱导 其体内产生活性氧（Reactive oxygen species，ROS）[3-4]， 这 是 一 个 复 杂 的 胁 迫 响 应 过 程 。近 年 来 ，研 究 发 现
Effects of cadmium or chromium on growth and NADPH oxidase and antioxidant enzyme system of foxtail millet seedlings
TIAN Bao-hua, ZHANG Yan-jie, ZHANG Li-ping, MA Xiao-li, JIN Zhu-ping, LIU Zhi-qiang, LIU Dan-mei, PEI Yan-xi* （School of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006, China） Abstract：Different heavy metals can induce various stress tolerance mechanisms in plants. Here a solution culture was used to investigate the effects of different concentrations of cadmium（Cd）or chromium（Cr）on growth, hydrogen peroxide（H2O2）, chlorophyll, malondialde原 hyde（MDA）concentration, NADPH oxidase and antioxidant enzyme activities of foxtail millet seedlings. Results showed that plant height, root length and chlorophyll content were inhibited by Cd or Cr. Content of H2O2 and MDA was increased under Cd or Cr stresses. Increasing Cd or Cr concentrations increased NADPH oxidase activity in roots and leaves by inducing the expression of related genes, Sirboh D and Sirboh F, and peroxidase（POD）, catalase（CAT）and ascorbate peroxidase（APX）activities at high concentrations. Superoxide dismutase （SOD）activity increased at low Cd or Cr concentrations, whereas it decreased at high concentrations. These results indicate that heavy met原 al stresses in foxtail millet alter physiological parameters, and cause various plant damages, but may also increase antioxidant enzyme activi原 ties, thus protecting the plant from further damages. Keywords：cadmium; chromium; NADPH oxidase; foxtail millet
第230216卷年第21月期 田保华，等：镉/铬胁迫对谷子幼苗生长和 NADPH 氧化酶及抗氧化酶体系的影响
241
重金属镉（Cadmium, Cd）和铬（Chromium, Cr）是
种子萌发 2 d 后，转入光照培养条件下生长，每
生物非必需金属元素，由于工业生产和农业实践，许 多农田受其污染[1]，重金属通过作物根部吸收并传输
1/4 Hoagland 营养 液处理 幼苗 24 h， 检测 rboh D/F （Sirboh D/F） 基因的表达水平和 NADPH 氧化酶及 ROS 相关酶的活性。
1/4 Hoagland 营 养 液 为 硝 酸 钙 945 mg·L -1、硝
一些 作 物 受 到 Cd 或 Cr 胁 迫 时 ，产 生 大 量 过 氧 化 酸钾 607 mg·L-1、磷酸铵 115 mg·L-1、硫酸镁 493 mg·
谷子[Setaria italica（L.）P. Beauv.]是我国北方重 要谷类作物，具有耐逆性强、适应性广等特性。2012
比妥酸（TBA）显色法测定[17]。H2O2 含量通过检测过氧 化钛复合物在 410 nm 的吸光值计算[18]。
年，Nature 杂志发表两篇谷子全基因组序列文章，加 快了谷子抗逆机制的研究步伐[12-13]。国内外有关重金
24 h。然后播种于铺有三层纱布的有盖培养皿中，于 23 益黑暗萌 发 2 d 后 ，转入培 养条 件（光强 度 160
置于 0.25%（W /V）伊文思蓝溶液染色 5 min，然后再 用蒸馏水冲洗 3 次，制片观察并拍照[3]。
滋E·m-2·s-1，光暗周期 16 h/8 h，相对湿度 60%）进行以 下不同的处理：
收稿日期：圆园15原09原11 基金项目：山西省青年科技研究基金（2014021026-2）；山西省青年科技研究基金（2014021026-1）；国家青年基金项目（31501772） 作者简介：田保华（1985—），男，山西原平人，博士研究生，从事植物分子遗传学研究。E-mail：tbh_3893765@ * 通信作者：裴雁曦 E-mail：peiyanxi@
Cd、Cr 胁迫对谷子幼苗生长状态、H2O2、叶绿素、丙二 醛 含量 和 NADPH 氧化酶 及 ROS 相 关酶 活性的 影
Lata 等[19]的 方 法 ；NADPH 氧 化 酶 活 性 的 测 定 参 照 GENMED 试剂盒（杰美基因 GMS50096.3）。
响，旨在探讨谷子响应重金属胁迫的机理。
1.3.5 NADPH 氧化酶编码基因 rboh D/F 的 qRT-PCR 分析
种子萌发 2 d 后，用 10 mL 不同浓度的镉（0、50、 1000 滋mol·L -1 CdCl2）或 铬（0、50、1000 滋mol·L -1 K2Cr2O7）的 1/4 Hoagland 营养液处理幼苗，每天更换 1 次处理液，生长 7 d 后测定其株高、根长、H2O2 含量、 叶绿素含量及 MDA 含量。
氢（Hydrogen peroxide，H2O2）并增强膜脂质过氧化作 用[5-6]。而质膜 NADPH 氧化酶是最重要的 H2O2 酶源， 它将电子从细胞质的 NADPH 转移给 O2 形成 O2-·，随 后又生成 H2O2 和·OH[7]，且 NADPH 氧化酶在植物生 长发育、防卫和响应金属（包括 Cu、Fe、Zn、Cd）缺乏或
水冲洗 3 次，加入无水乙醇沸水浴直到叶片完全脱色 为止；再次更换无水乙醇，置 4 益冰箱保存一段时间 后观察并拍照[3]。
种子经 75%的乙醇溶液消毒 1 min，6%的次氯酸 1.3.4 根细胞死亡检测
钠消毒 10 min，用去离子水冲洗 3 次，23 益黑暗浸泡
不同处理的谷子幼苗离体根尖用蒸馏水冲洗后，
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.3.3 叶片 H2O2 定位 取适量二氨基 联苯胺（3，3忆-diaminobenzidine，
DAB）染液（1% DAB 溶于 10 mmol·L-1 MES 缓冲液， pH 6.5）加入预处理的叶片，28 益避光保存 8 h，蒸馏
供试谷子品种为晋谷 21 号，购买于山西省农科 院谷子所。 1.2 试验设计
1.3.2 酶活的ห้องสมุดไป่ตู้定 分别提取谷子幼苗叶片和根的粗酶液，5000 r·
属对谷子生长发育毒害作用的报道甚少，研究发现在 min -1 离 心 3 min，取 上 清 液 测 定 超 氧 化 物 歧 化 酶 Pb、Cu 胁迫下不同基因型谷子幼苗的 DNA 稳定性、 （Superoxide Dismutase，SOD，EC 1.15.1.1），过氧化物酶
生长状态和吸收积累存在差异[14-15]，而 Cd、Cr 胁迫对 谷子幼苗的毒理效应和 NADPH 氧化酶的影响目前
（Peroxidase，POD，EC 1.11.1.7），过氧化氢酶（Catalase， CAT，EC 1.11.1.6）和抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate
还未见报道。本文在实验室条件下，研究了高/低浓度 Peroxidase，APX，EC 1.11.1.11）的活性。酶活测定参照
镉/铬胁迫对谷子幼苗生长和 NADPH 氧化酶及抗氧化酶体系的影响
田保华，张彦洁，张丽萍，马晓丽，金竹萍，刘志强，刘旦梅，裴雁曦 *
（山西大学生命科学学院，太原 030006）
摘 要：为了探讨重金属镉（Cd）、铬（Cr）胁迫对谷子幼苗生长和生理的影响，采用营养液培养法, 检测不同浓度的 Cd、Cr 胁迫对谷 子幼苗生长以及过氧化氢（H2O2）含量、叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量、NADPH 氧化酶和抗氧化酶活性的影响。结果表明：不同浓 度（50/1000 滋mol·L-1）两种金属（Cd、Cr）胁迫下，谷子幼苗株高、根长显著减小（P<0.05），H2O2 和 MDA 含量升高，叶绿素含量降低； 随 Cd、Cr 的浓度升高，根和叶片中 NADPH 氧化酶活性显著增强，高浓度 Cd、Cr 可导致过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗 坏血酸过氧化物酶（APX）活性显著升高；同时 Cd、Cr 诱导编码 NADPH 氧化酶基因 Sirboh D 和 Sirboh F 的表达，而超氧化物歧化酶 （SOD）活性呈低浓度增加高浓度下降的趋势。由此可知，Cd、Cr 对谷子幼苗的胁迫使其发生一系列生理指标变化，造成植株不同程 度损伤，植株自身则通过增强抗氧化酶活性对机体起到保护作用。 关键词：镉；铬；NADPH 氧化酶；谷子 中图分类号：X503.231 文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2016）02-0240-07 doi:10.11654/jaes.2016.02.005