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工业化加剧重金属排放,大量重金属进入土壤后,对植物尤其是农作物的生长及生理活动产生影响。因此,研究农作物在重金属处理下的生长及生理变化具有深远的意义。本文以春小麦‘陇春30号’为实验材料,研究了不同浓度氯化铜(Cu Cl2)、氯化锌(Zn Cl2)处理对小麦种子萌发、幼苗生长、活性氧产生以及抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环的影响,为进一步揭示Cu、Zn处理对植物的毒害作用及As A-GSH循环在植物耐受重金属处理时的作用提供理论基础。主要研究结果如下:1.不同浓度Cu处理均抑制小麦根的生长,高浓度Cu处理显著抑制小麦种子萌发和植株的生长。Zn处理对小麦种子萌发的影响不明显,高浓度Zn处理抑制小麦幼苗根和植株的生长。叶绿素总量和叶绿素a含量在所有Cu/Zn处理下均无明显的变化,高浓度Cu、Zn处理下叶绿素b含量受到明显的抑制,叶绿素a/b的比值显著升高。2.不同浓度Cu/Zn处理下小麦根中羟自由基(Hydroxyl radical,·OH)和过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)含量呈增加的趋势,根中ROS积累,引起膜脂过氧化程度加剧,导致膜脂过氧化产物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量的升高。3.所有Cu处理下超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性被激活,过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性呈先升高后下降的趋势,过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性在高浓度Cu处理下明显被抑制。SOD活性在低浓度Zn处理下被抑制,POD活性在所有Zn处理下均受到抑制作用,高浓度Zn处理显著抑制CAT活性。造成高浓度Cu/Zn处理下根中ROS含量较高。4.不同浓度Cu/Zn处理下小麦根中总抗坏血酸、As A、DHA、GSH和GSSG含量总体呈增加的趋势。As A/DHA的比值在高浓度Cu/Zn处理下明显增加,GSH/GSSG的比值在Cu处理下呈下降的趋势,GSH/GSSG的比值在所有Zn处理下呈先上升后下降的趋势。5.小麦根中抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR)活性在不同浓度Cu处理下均表现为增强的趋势。APX的活性在高浓度Zn处理下明显高于对照,且GR和DHAR活性在Zn处理下呈增强的趋势。高浓度Cu/Zn处理下AAO活性被激活,MDHAR活性在不同浓度Cu/Zn处理下逐渐下降。上述结果表明:重金属Cu/Zn处理对小麦种子萌发、根和茎的生长、叶绿素含量的影响存在差异,且生长的抑制作用与ROS的大量积累有关。Cu处理下小麦根中ROS积累与SOD活性的增加、POD活性的增加和CAT活性的降低有关,而Zn处理下POD活性被抑制和CAT活性的降低造成ROS的累积。Cu/Zn处理下抗氧化物质(As A、DHA、GSH和GSSG)的含量升高以及APX、GR、AAO和DHAR活性的增强维持了As A-GSH循环的高效运行,增加了小麦耐受Cu/Zn的能力,缓解ROS引起的氧化损伤。