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基本信息
- 項目名稱：
- 殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及干旱脅迫、鉛銅復(fù)合脅迫下幼苗生長的影響
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 利用海洋生物資源--殼聚糖處理小麥，確定殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及幼苗生理生化特性的影響；確定殼聚糖對干旱脅迫下保護(hù)酶（過氧化氫酶CAT、過氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD）的活性的影響，并觀察小麥旱后恢復(fù)情況；確定殼聚糖對鉛、銅復(fù)合脅迫下小麥幼苗生長特性的影響。
- 詳細(xì)介紹：
- 采用殼聚糖溶液處理小麥，測定其葉片中的葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖等的含量，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、濕重、干重、胚根長、胚芽長，干旱脅迫下超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性，鉛銅復(fù)合脅迫下根、葉片中銅離子分布。結(jié)果表明：用200、400、600mg/L的殼聚糖溶液包衣處理小麥種子，在20℃條件下發(fā)芽，可以明顯提高種子的發(fā)芽率和幼苗的鮮重、干重、根長、芽長以及幼苗葉片中的葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖等的含量。噴灑殼聚糖可提高小麥種子萌發(fā)等生理特性；干旱脅迫下小麥幼苗SOD、POD及CAT活性均高于對照組（CK）；隨著干旱時間的延續(xù)，POD活性先升后降，而CAT、SOD活性則呈現(xiàn)逐漸降低趨勢；干旱期間各處理小麥苗期生理特性差異較小，但干旱后試驗組恢復(fù)情況強(qiáng)于對照組。復(fù)合生長調(diào)節(jié)劑：0.01%甘氨酸、0.3%抗壞血酸、0.1%殼聚糖可促進(jìn)小麥抵抗鉛銅復(fù)合脅迫。殼聚糖溶液處理對小麥種子萌發(fā)和幼苗生長有促進(jìn)作用，對干旱脅迫下幼苗保護(hù)酶活性有明顯提高作用，可緩解鉛銅復(fù)合脅迫的影響。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：旨在為殼聚糖處理對小麥種子萌發(fā)、莖葉根系生長及抵抗干旱脅迫、重金屬離子脅迫提供理論依據(jù)。 基本思路：選擇殼聚糖作為處理劑，以細(xì)沙作為供試土壤，研究不同濃度殼聚糖溶液對小麥種子萌發(fā)、幼苗生長及干旱脅迫下保護(hù)酶活性的影響、干旱后幼苗恢復(fù)情況以及鉛銅復(fù)合脅迫下生長調(diào)節(jié)劑對小麥幼苗生長、銅離子分布的影響。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 殼聚糖具有無毒、無害，是自然界中唯一的天然堿性多糖，作為一種天然高分子生物材料，具有許多特殊功能和廣泛用途。殼聚糖在種子處理、土壤改良劑等方面得到了廣泛應(yīng)用，且較好效果。雖然小麥抗旱方式改良技術(shù)已不鮮見，但具體到殼聚糖對小麥抗旱性的研究仍相對空白。殼聚糖作為單一生長調(diào)節(jié)劑用于農(nóng)作物抗逆脅迫較為普遍，但以殼聚糖為主要成分的復(fù)合生長調(diào)節(jié)劑的使用鮮見報道，特別是在抵抗重金屬離子脅迫方面。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義
- 據(jù)統(tǒng)計，僅加工蝦蟹的廢棄物蝦蟹殼，每年全世界達(dá)1.54x108t，這龐大的廢棄物給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染。若將這些廢棄物進(jìn)行一系列加工轉(zhuǎn)變?yōu)闅ぞ厶遣⒗玫睫r(nóng)作物抗逆境脅迫方面，將會有很高的應(yīng)用前景，同時也能獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 采用殼聚糖溶液處理小麥，測定其葉片中的葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖等的含量，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、濕重、干重、胚根長、胚芽長，干旱脅迫下超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性，鉛銅復(fù)合脅迫下根、葉片中銅離子分布。結(jié)果表明：用200、400、600mg/L的殼聚糖溶液包衣處理小麥種子，在20℃條件下發(fā)芽，可以明顯提高種子的發(fā)芽率和幼苗的鮮重、干重、根長、芽長以及幼苗葉片中的葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖等的含量。噴灑殼聚糖可提高小麥種子萌發(fā)等生理特性；干旱脅迫下小麥幼苗SOD、POD及CAT活性均高于對照組（CK）；隨著干旱時間的延續(xù)，POD活性先升后降，而CAT、SOD活性則呈現(xiàn)逐漸降低趨勢；干旱期間各處理小麥苗期生理特性差異較小，但干旱后試驗組恢復(fù)情況強(qiáng)于對照組。復(fù)合生長調(diào)節(jié)劑：0.01%甘氨酸、0.3%抗壞血酸、0.1%殼聚糖可促進(jìn)小麥抵抗鉛銅復(fù)合脅迫。殼聚糖溶液處理對小麥種子萌發(fā)和幼苗生長有促進(jìn)作用，對干旱脅迫下幼苗保護(hù)酶活性有明顯提高作用，可緩解鉛銅復(fù)合脅迫的影響。
獲獎情況
- 1.《殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及干旱脅迫下幼苗保護(hù)酶活性的影響》發(fā)表于《干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究》雜志2011年第1期。 2.《殼聚糖處理對小麥種子萌發(fā)及幼苗生理生化特性的影響》發(fā)表于《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》雜志2011年第7期。 3.《殼聚糖近三十年文獻(xiàn)分析》被《大學(xué)化學(xué)》（山東大學(xué)國內(nèi)核心期刊B類）雜志錄用，已通過第一、二次修改，等待發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 真實(shí)
參考文獻(xiàn)
- [1]李慶春,翁長仁,曹廣才等.殼多糖溶液浸種對冬小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,1991,11(2)：248～251 [2]張俊風(fēng),段新芳,李慶梅,等.殼聚糖處理對檸條種子萌發(fā)及幼苗生長的影響研究[J].種子,2009,28(9):80～83 [3]馬力,郭靜,劉蒲.殼聚糖含磷衍生物的合成、表征及其應(yīng)用研究[J].化學(xué)進(jìn)展,2010,22(5):938～947 [4]黃麗萍,劉宗明,姚波.殼聚糖在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),1998,11(5):60～64 [5]羅明華,羅英,王璞.水楊酸處理對干旱脅迫下丹參幼苗抗氧化能力的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2010,28(4):102～105
同類課題研究水平概述
- 1.抗旱性的生理機(jī)制研究：干旱脅迫還會導(dǎo)致酶系統(tǒng)發(fā)生紊亂，水解酶類活性增強(qiáng)，蛋白質(zhì)合成受阻，水解加劇，蛋白質(zhì)含量下降。盧從明等采用自然干旱方法使水稻受到不同程度干旱脅迫，發(fā)現(xiàn)輕度干旱脅迫對葉片光合電子傳遞速度影響較小，而在干旱脅迫下，光合電子傳遞活力受到明顯抑制，而環(huán)式與非環(huán)式光合磷酸化活性受抑制度更大。白志英等研究發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫下，小麥葉片脯氨酸含量增加，可溶性蛋白質(zhì)含量下降，而葉片游離脯氨酸的積累與可溶性蛋白質(zhì)含量的下降無顯著相關(guān)性。 2.抗旱性與形態(tài)結(jié)構(gòu)：不少學(xué)者認(rèn)為，深根系是作物抗旱性額一個可遺傳的重要性狀，并已經(jīng)被應(yīng)用到抗旱育種中。茍作旺等研究表明小麥的根系的數(shù)量較少，根總干重中等，但根系較長的品種抗旱性較強(qiáng)。吳永成等報道，水分穿過根組織進(jìn)入木質(zhì)部的流動阻力是限制植物水分吸收的一個瓶領(lǐng)。 3.抗旱分子生物學(xué)研究：TanKsLeY等指出，通過對抗旱相關(guān)性狀基因的分子標(biāo)記，可以把復(fù)雜的數(shù)量性狀分解成簡單的質(zhì)量性狀來研究。Quarrie等利用同功酶和RFLP分子標(biāo)記，在小麥5A染色體上定位了3個ABA反應(yīng)位點(diǎn)。Nelson等通過RFLP作圖對小麥的ABA的作用基因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了異質(zhì)的ABA作用位點(diǎn)BS128。 4.保護(hù)性耕作與小麥產(chǎn)量：覆蓋秸稈的農(nóng)田可以改善土壤水、肥、氣、熱等多方面的生態(tài)效應(yīng)，其經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益都比較高，是我國尤其是北方旱作農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的有效措施和途徑之一。孫進(jìn)等研究認(rèn)為，稻草覆蓋可明顯減少土壤水分蒸發(fā)，土壤含水率增加13.5%～59%，小麥平均增產(chǎn)12.5%。 5.As脅迫與小麥生長：從邵云的試驗結(jié)果可以看出，As溶液對小麥根的抑制作用明顯大于對芽的抑制，而幼根的As含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于幼芽的As含量，推測可能是由于種子吸脹萌動時，胚根快速吸水生長并最先突破種皮，直接與外界As(Ⅲ)溶液接觸，這使根在受As(Ⅲ)脅迫的時間進(jìn)程上早于芽，在對As的積累量上高于芽，從而表現(xiàn)為受抑更為明顯。
