2006364116模拟酸雨对一年生黑麦草生长及抗氧化能力的影响20101015160647

本科生毕业论文题目:模拟酸雨对一年生黑麦草生长及抗氧化能力的影响姓名:李人杰学院:生命科学学院专业:生物技术班级:１班学号:2006364116指导教师:刘爱荣职称:教授2010年5月29日安徽科技学院教务处制１目录摘要……………………………………………………………………………………………2关键词…………………………………………………………………………………………2引言……………………………………………………………………………………21材料与方法……………………………………………………………………………21.1材料……………………………………………………………………………………21.1.1供试材料……………………………………………………………………………21.1.2模拟酸雨的配制……………………………………………………………………21.1.3药品…………………………………………………………………………………21.1.4仪器…………………………………………………………………………………31.2方法………………………………………………………………………………………31.2.1试验设计……………………………………………………………………………31.2.2根系活力、叶绿素含量和硝态氮含量的测定…………………………………………31.2.3抗氧化酶活性的测定……………………………………………………………41.2.4丙二醛含量和质膜透性的测定………………………………………………………42结果与分析………………………………………………………………………………42.1模拟酸雨对根系活力的影响……………………………………………………………42.2模拟酸雨对黑麦草叶片叶绿素含量的影响……………………………………………52.3模拟酸雨对硝态氮含量的影响…………………………………………………………52.4叶片CAT活性变化………………………………………………………………………62.5叶片POD活性变化………………………………………………………………………62.6叶片SOD活性变化………………………………………………………………………72.7模拟酸雨对叶片MDA含量的影响………………………………………………72.8模拟酸雨对叶片细胞质膜透性的影响…………………………………………………83讨论…………………………………………………………………………………………8致谢……………………………………………………………………………………9参考文献………………………………………………………………………………………9英文摘要……………………………………………………………………………………10英文关键词…………………………………………………………………………………10２模拟酸雨对一年生黑麦草生长及抗氧化能力的影响生物技术专业学生李人杰指导教师刘爱荣摘要：以一年生黑麦草为试验材料，在pH值为5.6、5.0、4.0、3.0、2.0的模拟酸雨处理下，研究了其若干生理指标及叶片抗氧化系统的变化。结果表明，随着模拟酸雨pH值的下降，一年生黑麦草根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性呈先上升后下降趋势；叶绿素含量呈下降趋势；硝态氮含量、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和质膜透性(PMP)呈上升趋势。pH值为5.0、4.0、3.0、2.0的模拟酸雨对一年生黑麦草均有伤害，pH值为5.6的模拟酸雨对一年生黑麦草的影响较小。关键词：生理指标；酸雨；一年生黑麦草酸雨是指大气中的SO2、SO3和氮化物与雨、雪等作用形成H2SO4和HNO3等含酸成分的降雨降雪等，国际规定酸雨为pH5.6的降水[1]。自20世纪70年代以来，酸雨已逐步成为世界性的公害。先是在欧洲、北美相继出现大范围的酸雨。80年代中期以后，我国的酸雨区域也日益扩大，从西南、华南逐步向北推移，酸雨中心地区雨水pH也越来越低[2-3]，酸雨已成为目前世界生态环境主要问题之一，也是我国的重大环境问题[4]。20世纪60年代，国内外学者就酸雨对植物生长的影响做了大量的研究，酸雨可使植物叶片失绿、枯落、生长减缓、生物量下降。原因是酸雨打破植物体内活性氧代谢系统的平衡、破坏和降低活性氧清除酶系（SOD、CAT、POD）与淬灭剂（AsA、VE、Pro、GSH）的活性及含量，导致活性氧生成量增加，过量的自由基会造成细胞质膜选择透性的改变或丧失，电解质渗透增强，细胞电化学平衡破坏，代谢紊乱，细胞死亡[5-7]。一年生黑麦草作为一种重要的牧草，对畜牧业的发展有十分重要的作用[8]，但酸雨对黑麦生长及抗氧化能力的影响鲜见报道。本试验探讨了模拟酸雨对一年生黑麦草若干生理指标的影响，以期为防治酸雨对一年生黑麦草的危害提供一定的依据。1材料与方法1．1材料1．1．1供试材料:一年生黑麦草种子由山东农业大学草坪研究所提供。1．1．2模拟酸雨的配制用化学纯浓硫酸和浓硝酸按硫酸根与硝酸根的摩尔比为5∶1配成混合酸母液，再用自来水稀释，用精密酸度计配成pH分别为5.6、5.0、4.0、3.0、2.0的模拟酸雨，并以不加酸的自来水作为对照（CK）pH为7.2。1．1．3药品硫酸分析纯上海振企化学试剂有限公司无水乙醇分析纯上海振企化学试剂有限公司３丙酮分析纯合肥工业大学化学试剂厂水合三酮氢茚（茚三酮）分析纯上海展云化工有限公司硝酸钾分析纯上海化学试剂有限公司磷酸二氢钾分析纯上海化学试剂有限公司甲苯分析纯蚌埠化学试剂厂85％磷酸分析纯国药集团化学仪器有限公司硫基水杨酸分析纯国药集团化学仪器有限公司正丙醇分析纯国药集团化学仪器有限公司正丁醇分析纯上海化学试剂有限公司乙二醇化学纯上海仪器三厂1．1．4仪器722S型可见光分光光度计上海陵光技术有限公司DDS-307型电导率仪上海精密科学仪器有限公司FA1004N型分析天平上海精密科学仪器有限公司电子万用炉天津市泰斯特仪器有限公司HH-S型恒温水浴锅江苏金坛国胜实验仪器厂JY2001型电子天平上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂TDL-60B型台式离心机上海安亭科学仪器厂SHB-B95型循环水式多用真空泵郑州长城科工贸有限公司1．2方法1.２.１试验设计2010年3月2日将黑麦草种子用0.1%的HgCl2消毒10min，用自来水冲净，浸种24h，将黑麦草种子均匀播在垫有2层吸水纸的白瓷盘(长15cm、宽10cm)中，置于25℃/18℃(昼/夜)恒温箱中发芽，白瓷盘中的吸水纸保持湿润，2010年3月23日移至西区温室中并浇灌1/2浓度Hoagland营养液，2010年4月2日挑选长势一样的小苗，移栽至内装有完全Hoagland营养液的塑料桶(直径17cm、高15cm)中，共30桶，每桶50株苗，培养过程中无天然降雨的影响，其中每4天更换一次营养液，每天补充蒸发的水分至预定体积。于2010年4月20日第一次开始处理，并设置6个处理组，5个重复。试验期间每天处理一次，共14次，处理时间为每天下午。每个试验组用微型喷雾器向受试材料叶面喷洒模拟酸雨1500mL，对照植株喷等量自来水，每次持续30min。10d后开始各项指标的测定。1.2.2根系活力、叶绿素含量和硝态氮含量的测定用氯化三苯四氮唑（TTC）法测定根系活力，用722S型可见光分光光度计测吸光度求出四氮唑还原量[9]。以此表示脱氢酶活性并作为根系活力的指标。叶绿素含量测定：每种处理取叶片约0.3g左右，放在研钵中加碳酸钙、石英砂及80%４丙酮研磨至匀浆，将匀浆过滤到25mL棕色容量瓶中，用80%丙酮冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗进行过滤。用80%丙酮冲洗滤纸，直至无绿色为止，最后用80%丙酮定容至25mL，摇匀。根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收，用722S型可见光分光光度计测出OD663和OD645，根据公式CT=20.29A645+8.05A663计算出提取液中叶绿素的含量[9]。浓酸条件下NO3与水杨酸反应，生成硝基水杨酸，再加入8%的NaOH溶液，在410nm波长下测其吸光度。在标准曲线上查出硝态氮浓度，计算样品中硝态氮的含量[9]。1.2.3抗氧化酶活性的测定取0.5g根和叶加入pH值7.8的磷酸缓冲液(PBS)冰浴研磨，定容至5mL，10000r/min、4℃下离心20min，取上清液。超氧化物歧化酶(SOD)活性测定用氮蓝四唑(NBT)法，以每g鲜重抑制NBT光化还原50%作为1个酶活性单位[9]。过氧化物酶(POD)活性的测定用愈创木酚法，在测定条件下以1min内OD470变化值表示酶活性大小，以每分钟OD470变化0.01为一个过氧化物酶活性单位(U)[9]。过氧化氢酶(CAT)活性测定用紫外吸收法，以每分钟OD240减少0.1的酶量为一个酶活性单位(U)[9]。1.2.4丙二醛含量和质膜透性的测定丙二醛含量测定(MDA)：称取剪碎的新鲜叶片，每种处理三份，共0.5g，加5%三氯乙酸（TCA）5mL，研磨后，所得匀浆在3000r/min下离心10min。取上清液3mL，加0.67%的硫代巴比妥酸（TBA）3mL，混合后在100℃水浴上煮沸30min，冷却后，再离心一次。分别测定上清液在450nm、532nm和600nm处的吸光度值[9]。细胞质膜透性的测定：相对电导率的测定按照李振国和谭常方法进行[10-11]。取材料2g，在45℃萎蔫1h，加20mL蒸馏水后抽气，DDS-307型电导率仪直读电导仪测定电导率(C1)，再将样品在沸水浴中直至发黄，冷却，再测定其电导率(C2)，质膜透性用相对电导率表示:相对电导率=(C1/C2)×100%，每处理重复3次，结果取其平均值。2结果与分析2.1模拟酸雨对根系活力的影响0204060801001201401601807.25.65.04.03.02.0pH值根系活力[μg/(g·h)]图1模拟酸雨对一年生黑麦草根系活力的影响Fig.1EffectofsimulatedacidrainonrootactivityofLoliummultiflorum５由图可知，随着模拟酸雨pH值的降低，其根系活力呈先上升后下降趋势。模拟酸雨pH值为5.6时根系活力明显上升，pH为5.0、4.0、3.0、2.0时根系活力分别为对照的92.45%、92.34%、83.83%、52.51%。2.2模拟酸雨对黑麦草叶片叶绿素含量的影响00.511.522.57.25.65.04.03.02.0pH值叶绿素含量（mg/g）图2酸雨对一年生黑麦草叶片叶绿素含量的影响Fig.2EffectofsimulatedacidrainonchlorophyllcontentofLoliummultiflorumleaves植物叶片衰老或逆境胁迫时，由于活性氧的累积会使叶绿素降解。从图2可以看出一年生黑麦草经模拟酸雨处理，随着pH值的下降，一年生黑麦草叶片的总叶绿素含量呈下降趋势。其中pH值5.6时与对照比差异不大，而pH值≤4.0时，降幅更明显。pH值为5.0、4.0、3.0、2.0时，叶绿素含量分别为对照组的81.39%、73.22%、69.61%、48.46%。2.3模拟酸雨对硝态氮含量的影响由图2可知，pH5.6时硝态氮含量与对照相比略有下降，为对照的97.43%。pH5.0、4.0、3.0、2.0硝态氮含量迅速增加，分别较对照增加了18.22%、22.90%、48.87%和51.69%。02004006008001000120014001600180020007.25.65.04.03.02.0pH值硝态氮含量(μg/g)图3模拟酸雨对硝态氮含量的影响Fig.3EffectofsimulatedacidrainonNO3-NcontentofLoliummultiflorum2．4叶片CAT活性变化６0501001502002503007.25.65.04.03.02.0pH值CAT活性U/(g.min)图4模拟酸雨对一年生黑麦草叶片CAT活性的影响Fig.4Effe