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基本信息

项目名称:
重金属Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗抗氧化能力的影响
小类:
生命科学
简介:
青稞即青大麦,是禾本科大麦属的一种禾谷类作物,是一种多用途的作物之一;具有很好的市场开发前景。铅(Pb)和镉(Cd)是重金属污染中最为严重;重金属胁迫引起植物体内会发生一系列生理生化变化,影响植株生长。而有关重金属胁迫对青稞幼苗生理生化特性的影响还未见报道。本文以50mg/L浓度的Pb2+、Cd2+处理青稞幼苗,研究重金属对青稞幼苗生理生化和抗氧化能力的影响。
详细介绍:
青稞即青大麦,是禾本科大麦属的一种禾谷类作物,是一种多用途的作物之一,主要分布于青藏高原稞大麦区,包括西藏、青海、甘肃省甘南藏族自治区,四川阿坝,甘孜藏族自治州和云南迪庆藏族自治州。目前国内外对青稞的研究还比较少,而青稞又是我国西部少数民族特别是蒙、藏族人民生活中不可缺少的主料,并且它是一种营养价值极高的绿色食品,具有很好的市场开发前景。长期以来,通过选种、栽培等技术形成了主要有食用型、酿酒型、饲用型、食疗型和医用型等品种。早在20世纪80年代末,美国科学家发现大麦特别是稞大麦(青稞)中的β-葡萄糖具有降血脂、降胆固醇和预防心血管疾病的作用,后来又陆续发现了β-葡萄糖调节血糖、提高免疫力和抗肿瘤的作用。所以对它的研究,对于青稞产业的发展,增加青稞的产量,提高藏民的收入,改善他们的生活具有重要的理论意义和指导作用。 随着城市化、工业化、汽车尾气排放以及农业的集约化经营,重金属铅、铝、镉、铜、汞等污染问题越来越受到人们的关注,已经成为一个世界性的问题,其中以铅(Pb)和镉(Cd)污染最为严重。就重要的农作物来说,重金属胁迫会引起植物体内发生一系列生理生化变化,其主要伤害机制之一是能够引起植物体内活性氧的积累,导致膜脂过氧化,改变活性氧代谢有关酶活性,从而影响植株生长,使植物抗逆性降低,生物量呈下降趋势,导致作物减产,甚至死亡。但有关重金属胁迫对青稞幼苗生理生化特性的影响还未见报道。本研究以青稞为实验材料,研究了Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗叶片叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量、抗氧化酶活性的影响。旨在为重金属对青稞幼苗的伤害机理以及青稞对重金属胁迫的抗性作用提供理论参考,为青稞的生产实践及其产量的提高提供新的策略。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

本研究以青稞为实验材料,研究了50mg/L浓度的Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗叶片叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量、抗氧化酶活性的影响。旨在为重金属对青稞幼苗的伤害机理以及青稞对重金属胁迫的抗性作用提供理论参考,为青稞的生产实践及其产量的提高提供新的策略。

科学性、先进性及独特之处

本作品所使用的原料青稞是我西部少数民族生活中不可缺少的主料和重要的经济来源,营养价值极高。采用的重金属离子铅和镉是当今世界重金属污染最为严重的两种,具有代表性。 有关铅、镉离子对青稞幼苗抗氧化能力的影响未见报道,故作品选题新颖。其结果对研究重金属胁迫对植物的伤害机理以及植物对重金属胁迫的抗性作用提供理论参考;对青稞产业的发展,提高藏民的收入,改善他们的生活等都具有重要的理论意义和指导作用。

应用价值和现实意义

通过研究重金属铅、镉对青稞幼苗抗氧化能力的影响,对研究重金属对青稞的伤害和青稞抗重金属胁迫的机理;采取有效措施提高青稞作物产量具有较高的参考价值。 认识重金属对于植物的胁迫机理,减少重金属污染对作物造成胁迫伤害而引起的作物减产,防止重金属富集对人体、牲畜等造成伤害具有一定的参考作用。 对于青稞产业的发展,增加青稞的产量,提高藏民收入,改善他们的生活等都具有较好的理论和实践意义。

学术论文摘要

为了解重金属对青稞幼苗的伤害机理以及青稞对重金属胁迫的抗性作用,以青稞幼苗为试验材料,采用水培方法研究了50mg/L Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量、抗氧化酶活性的影响。结果显示,50mg/L Pb2+ 胁迫下的青稞幼苗叶片相对含水量(RWC)变化不大,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫后期有所升高,SOD活性在前期升高比较明显,其后缓慢下降。50mg/L Cd2+胁迫下青稞幼苗叶片RWC明显减少,MDA含量显著增加,脯氨酸含量先急剧升高后下降,POD、CAT活性随着胁迫时间的增加而显著增强,其中CAT活性在胁迫末期稍有下降,SOD活性先明显升高后下降。青稞幼苗在受到相同浓度Pb2+、Cd2+胁迫时,对Pb2+的抵抗能力大于Cd2+。

获奖情况

2010年9月发表在《麦类作物学报》(双月刊) 刊号:ISSN 1009-1041 CN 61-1359/S 中图分类号:S512.3;S311 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2010)05-0842-05

鉴定结果

本作品为2008年内江师范学院大学生科研项目“重金属Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗抗氧化能力的影响(编号08NSD-128)”的科研成果。

参考文献

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同类课题研究水平概述

1.提高青稞产量与其价值的研究水平概述 青稞(Hordeum Vulgare L.var.nudum Hook.f)在植物分类学上属于禾本科小麦族大麦属大麦变种之一。青稞是我国西部少数民族特别是藏族人民生活中不可缺少的主料,具有高蛋白、高纤维、高维生素、低脂肪、低糖等特点,并富含微量元素、β-葡聚糖等,营养价值极高。青稞在医药、食品、护肤等方面的应用有待于人们进一步去开发和利用。 八十年代末,Newman博士夫妇研究发现了青稞β-葡聚糖成份具有突出的降解胆固醇、预防结肠癌与糖尿病等作用后,再度引起人们对青稞这一古老作物的开发研究兴趣。在日本及东南亚地区的一些国家由于基本上无青稞种植,而对β-葡聚糖的需求量很大,一直靠从欧美国家大批量进口青稞来提取β-葡聚糖并用做食品添加剂,因成本很高,故而缺口极大。在运用各种技术增加青稞产量的同时,了解环境中重金属污染对青稞幼苗的伤害机理以及青稞幼苗如何抵抗这些伤害,以减少环境污染所造成的青稞产量的降低,因此对于提高青稞产量具有十分广阔的前景。 2.重金属(Pb2+、Cd2+)胁迫对植物生理生化和抗氧化性影响方面的研究水平概述 目前,在世界范围内重金属污染已经成为一个严重的问题。重金属对作物伤害的主要途径是引起植物体内的过氧化胁迫,改变植物体内的抗氧化能力,促使保护系统清除产生的自由基,以减轻危害。在不同的重金属污染中,铅(Pb)和镉(Cd)污染是主要的。关于重金属胁迫对植物生理生化和抗氧化能力的影响,已有一些研究报道。在铝胁迫条件下,黑麦幼苗S0D、P0D、CAT活性增加;小麦叶片SOD、CAT、POD等抗氧化酶在低浓度Cd处理时,没有明显变化,但高浓度的Cd处理则诱导酶活性升高;在500 mg/L铅胁迫下,小麦幼苗根和芽的SOD、POD活性比对照显著增加,但在100 mg/L镉胁迫下,SOD、CAT活性则比对照明显下降[6]。显然这些研究由于材料、重金属种类及浓度等不同,结果间存在一定差异和矛盾,此外,有关重金属胁迫对植物生理生化和抗氧化能力的影响研究和相同浓度的不同种类的重金属离子胁迫效应比较研究尚不多见。本课题采用青稞叶片为材料,探讨了重金属铅(Pb)和镉(Cd)对青稞幼苗生理生化和抗氧化能力的影响,为了解重金属对青稞幼苗的伤害机理以及青稞对重金属胁迫的抗性作用和青稞的生产实践提供提供更多的理论依据。
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