脫落酸應(yīng)用和氮素形態(tài)降低植物鎘積累的研究.pdf

1、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，土壤鎘污染問(wèn)題已經(jīng)威脅到糧食的產(chǎn)量和品質(zhì)，通過(guò)食物鏈的富集作用，威脅到人類的健康。因此，必須采取某些技術(shù)或策略阻控鎘進(jìn)入食物鏈以保護(hù)人類的健康。在已有的土壤重金屬治理方法中，物理和化學(xué)法成本高，生物修復(fù)法和育種法需時(shí)長(zhǎng)，基因工程技術(shù)爭(zhēng)議大。本碩士論文基于前期研究所發(fā)現(xiàn)的ABA預(yù)處理降低植物體內(nèi)鎘含量與氮形態(tài)影響土壤pH和根系細(xì)胞的鎘吸收能力等結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別以擬南芥和小白菜為試驗(yàn)材料，研究了脫落酸應(yīng)用和氮素形態(tài)在降低植物

2、鎘積累中的作用，以期為中輕度鎘污染土壤的作物安全生產(chǎn)提供新的技術(shù)途徑。主要取得以下幾方面的研究結(jié)果:
　　(1)基于營(yíng)養(yǎng)液栽培，發(fā)現(xiàn)鎘脅迫下應(yīng)用低濃度（0.1-0.5μM）的ABA可以顯著抑制野生型(Col-0)擬南芥根系對(duì)鎘的吸收，降低植物體內(nèi)的鎘含量。同時(shí)，ABA處理也顯著抑制二價(jià)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)體IRT1的表達(dá)。在ABA不敏感雙突變體snrk2.2/2.3中，ABA對(duì)根系鎘吸收和IRT1表達(dá)的抑制作用卻明顯減弱。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液中供應(yīng)不同水平

3、的Fe時(shí)，在Col-0根系中ABA抑制的鎘吸收量與ABA抑制的IRT1表達(dá)量相吻合。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在Fe吸收缺失突變體irt1中，鎘吸收幾乎不受ABA影響。這些結(jié)果表明ABA對(duì)鎘吸收抑制作用是通過(guò)抑制IRT1活性實(shí)現(xiàn)的。然而，ABA處理卻同時(shí)增加了Col-0和irt突變體體內(nèi)的Fe積累，表明ABA增加的Fe吸收與IRT1的作用無(wú)關(guān)。根據(jù)上述結(jié)果，我們推斷ABA首先增加植物對(duì)Fe的吸收，植物體內(nèi)較高的Fe含量抑制了IRT1的表達(dá)，進(jìn)而降

4、低了植物根系對(duì)鎘的吸收。因此，在鎘污染土壤的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，發(fā)展ABA相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)可能也是一種潛在的降低作物體內(nèi)鎘積累的有效策略。
　　(2)銨態(tài)氮肥或酰胺態(tài)氮肥的分次施用，理論上可通過(guò)增加植物根系對(duì)銨態(tài)氮吸收的作用時(shí)間，減少銨被土壤微生物硝化，從而減輕硝化作用導(dǎo)致的土壤酸化及其引起的鎘有效性增加。因此我們比較了分次施肥與一次性施肥在影響植物鎘含量中的差異。土培盆栽結(jié)果表明，鎘污染的條件下，與一次施肥相比，分次施用銨態(tài)和酰胺態(tài)氮肥顯

5、著提高了小白菜可食部位生物量、總酚含量和DPPH值，同時(shí)顯著降低了鎘含量;分次施用硝態(tài)氮肥時(shí)，小白菜可食部位生物量略微增加，鎘含量和DPPH值也稍有降低，但均未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異;另外，可溶性蛋白含量、總酚含量和類黃酮含量卻顯著增加。分次施用銨態(tài)氮肥還顯著增加了小白菜可食部位的可溶性糖含量。根據(jù)上述結(jié)果，在鎘污染土壤上的蔬菜生產(chǎn)中，無(wú)論選用哪種氮肥，分次施肥的方式均能取得比較理想的效果。
　　(3)本文繼續(xù)以小白菜作為試驗(yàn)材料

6、，以緩沖性較弱的土壤為基礎(chǔ)材料，通過(guò)添加碳酸鈣來(lái)獲得緩沖性較強(qiáng)的土壤，利用土培試驗(yàn)，采用分次施肥的方式，研究土壤pH緩沖性在氮肥形態(tài)影響蔬菜鎘積累中的作用。結(jié)果表明，鎘污染條件下，在緩沖性弱的土壤上，與施用銨態(tài)氮肥相比，施用硝態(tài)氮肥不僅增加了小白菜可食部位的生物量和可溶性蛋白含量，還降低了可食部位的鎘含量，但顯著降低了可溶性糖含量，DPPH值雖然略微降低，但無(wú)顯著差異。在緩沖性強(qiáng)的土壤上，與施用硝態(tài)氮肥相比，施用銨態(tài)氮肥顯著降低了小白菜