脫落酸應用和氮素形態(tài)降低植物鎘積累的研究.pdf

1、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，土壤鎘污染問題已經(jīng)威脅到糧食的產(chǎn)量和品質(zhì)，通過食物鏈的富集作用，威脅到人類的健康。因此，必須采取某些技術(shù)或策略阻控鎘進入食物鏈以保護人類的健康。在已有的土壤重金屬治理方法中，物理和化學法成本高，生物修復法和育種法需時長，基因工程技術(shù)爭議大。本碩士論文基于前期研究所發(fā)現(xiàn)的ABA預處理降低植物體內(nèi)鎘含量與氮形態(tài)影響土壤pH和根系細胞的鎘吸收能力等結(jié)果的基礎上，分別以擬南芥和小白菜為試驗材料，研究了脫落酸應用和氮素形態(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)基于營養(yǎng)液栽培，發(fā)現(xiàn)鎘脅迫下應用低濃度（0.1-0.5μM）的ABA可以顯著抑制野生型(Col-0)擬南芥根系對鎘的吸收，降低植物體內(nèi)的鎘含量。同時，ABA處理也顯著抑制二價鐵轉(zhuǎn)運體IRT1的表達。在ABA不敏感雙突變體snrk2.2/2.3中，ABA對根系鎘吸收和IRT1表達的抑制作用卻明顯減弱。當營養(yǎng)液中供應不同水平

3、的Fe時，在Col-0根系中ABA抑制的鎘吸收量與ABA抑制的IRT1表達量相吻合。進一步分析發(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對鎘吸收抑制作用是通過抑制IRT1活性實現(xiàn)的。然而，ABA處理卻同時增加了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的作用無關(guān)。根據(jù)上述結(jié)果，我們推斷ABA首先增加植物對Fe的吸收，植物體內(nèi)較高的Fe含量抑制了IRT1的表達，進而降

4、低了植物根系對鎘的吸收。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，理論上可通過增加植物根系對銨態(tài)氮吸收的作用時間，減少銨被土壤微生物硝化，從而減輕硝化作用導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，同時顯著降低了鎘含量;分次施用硝態(tài)氮肥時，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，但均未達到統(tǒng)計學上的顯著差異;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)以小白菜作為試驗材料

6、，以緩沖性較弱的土壤為基礎材料，通過添加碳酸鈣來獲得緩沖性較強的土壤，利用土培試驗，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，但無顯著差異。在緩沖性強的土壤上，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