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本文以扬麦10号作材料,研究了重金属Cu、Cd、Hg及其复合污染对小麦生长发育的影响,并重点研究了产生这种影响的主要机理。结果如下: 1.重金属及其复合污染对小麦生长发育形态学指标的影响 重金属对小麦种子发芽有抑制作用。复合处理造成发芽率较相应单独处理的平均值显著降低(Cu-Cd复合处理除外)。由此可知,重金属复合处理对小麦种子发芽率的抑制有明显的放大效应。Cu、Cd、Hg及其复合处理均对小麦幼苗的生长发育具有不同程度的抑制作用,不仅导致小麦幼苗生长速度显著下降,而且造成叶片出现枯黄。复合处理使穗粒数较单独处理平均值降低(除Cu-Cd复合处理外)。而千粒重正好相反,除Cu-Cd复合处理使千粒重低于单独处理平均值外,其余复合处理均导致干粒重高于单独处理的平均值。 2.重金属及其复合污染对小麦物质代谢的影响 2.1重金属及其复合污染对小麦呼吸代谢的影响 低浓度Cu、Cd、Hg对小麦叶片呼吸作用有促进作用,而高浓度则显著抑制小麦叶片呼吸作用。所有供试浓度的Cu、Cd、Hg均使小麦根系呼吸速率低于对照,且抑制程度和重金属浓度成正比。对小麦萌发种子中的淀粉酶活性的测定结果可知,复合处理显著抑制α-淀粉酶活性,而使β-淀粉酶活性较单独处理有所升高。Cu、Cd、Hg明显抑制小麦叶片和根系苹果酸脱氢酶(MDH)活性,而低浓度的Cu、Cd、Hg则对小麦幼穗MDH活性有显著诱导作用。Cu、Cd、Hg明显抑制小麦叶片细胞色素氧化酶(COD)活性,而对小麦灌浆期穗COD同功酶活性有明显的诱导作用。 2.2重金属及其复合污染对小麦氮代谢的影响 Cu、Cd、Hg能抑制小麦萌发种子中蛋白质的分解,抑制小麦幼苗叶片蛋白质的合成。和单独处理相比复合处理对蛋白含量的影响不显著。 3.重金属及其复合污染导致对小麦过氧化胁迫及抗氧化酶的应答 Cu、Cd、Hg处理均导致小麦叶内丙二醛含量显著高于对照,说明重金属能引起小麦叶内膜脂过氧化。而复合处理均导致小麦叶内丙二醛含量明显高于相应单独处理的平均值,说明复合处理对小麦体内的过氧化胁迫具有放大效应。 对SOD同功酶的电泳分析表明,较低浓度的Cu、Cd、Hg显著诱导小麦叶片扬州大学二00四届硕士学位论文和幼穗SOD同功酶表达,高浓度的cu、cd、Hg则明显抑制根系SOD同功酶表达。对小麦体内POD同功酶的电泳表明,高浓度的Cu对小麦叶片POD同功酶表达有显著的抑制作用,而较低浓度的cd和Hg则显著诱导小麦叶片POD同功酶表达。对CAT活性的分析表明,0.1~ol几的cu、cd、Hg显著诱导小麦叶片CAT活性,但1.2~o眼g土cd、Hg则对小麦叶片cAT活性有显著的抑制作用。这表明较高浓度的重金属抑制‘CAT活性可能是重金属造成小麦体内过氧化胁迫的主要机理之一。 1.2~ol服g土的Cu、cd、Hg复合处理能诱导小麦体内SOD、POD活性较相应单独处理平均值显著提高,但导致小麦叶内CAT活性较单独处理平均值进一步降低。表明重金属复合处理导致小麦体内过氧化胁迫复合效应的主要机理也与其对CAI,活性的抑制有关。4.重金属对小麦DNA的损伤 较低浓度的Cu、Cd、Hg胁迫能增加小麦幼苗DNA含量。eu、Cd、Hg均能造成小麦体内DNA的断裂。cu胁迫及较低浓度的cd和Hg胁迫可促进小麦叶片DNA和蛋白质的交联,Hg及较高浓度的cd胁迫还可造成小麦叶片DNA链间交联的形成。