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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、鉛銅復合脅迫下幼苗生長的影響
小類:
生命科學
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情況;確定殼聚糖對鉛、銅復合脅迫下小麥幼苗生長特性的影響。
詳細介紹:
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情況強于對照組。復合生長調(diào)節(jié)劑:0.01%甘氨酸、0.3%抗壞血酸、0.1%殼聚糖可促進小麥抵抗鉛銅復合脅迫。殼聚糖溶液處理對小麥種子萌發(fā)和幼苗生長有促進作用,對干旱脅迫下幼苗保護酶活性有明顯提高作用,可緩解鉛銅復合脅迫的影響。

作品圖片

  • 殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及干旱脅迫、鉛銅復合脅迫下幼苗生長的影響
  • 殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及干旱脅迫、鉛銅復合脅迫下幼苗生長的影響
  • 殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及干旱脅迫、鉛銅復合脅迫下幼苗生長的影響
  • 殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及干旱脅迫、鉛銅復合脅迫下幼苗生長的影響
  • 殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及干旱脅迫、鉛銅復合脅迫下幼苗生長的影響

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酶活性的影響、干旱后幼苗恢復情況以及鉛銅復合脅迫下生長調(diào)節(jié)劑對小麥幼苗生長、銅離子分布的影響。

科學性、先進性及獨特之處

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。

應用價值和現(xiàn)實意義

據(jù)統(tǒng)計,僅加工蝦蟹的廢棄物蝦蟹殼,每年全世界達1.54x108t,這龐大的廢棄物給環(huán)境帶來了嚴重的污染。若將這些廢棄物進行一系列加工轉(zhuǎn)變?yōu)闅ぞ厶遣⒗玫睫r(nóng)作物抗逆境脅迫方面,將會有很高的應用前景,同時也能獲得一定的經(jīng)濟效益。

學術(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情況強于對照組。復合生長調(diào)節(jié)劑:0.01%甘氨酸、0.3%抗壞血酸、0.1%殼聚糖可促進小麥抵抗鉛銅復合脅迫。殼聚糖溶液處理對小麥種子萌發(fā)和幼苗生長有促進作用,對干旱脅迫下幼苗保護酶活性有明顯提高作用,可緩解鉛銅復合脅迫的影響。

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》雜志2011年第7期。 3.《殼聚糖近三十年文獻分析》被《大學化學》(山東大學國內(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

參考文獻

[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)境科學學報,1991,11(2):248~251 [2]張俊風,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、表征及其應用研究[J].化學進展,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.抗旱性的生理機制研究:干旱脅迫還會導致酶系統(tǒng)發(fā)生紊亂,水解酶類活性增強,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):不少學者認為,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。吳永成等報道,水分穿過根組織進入木質(zhì)部的流動阻力是限制植物水分吸收的一個瓶領。 3.抗旱分子生物學研究:TanKsLeY等指出,通過對抗旱相關(guān)性狀基因的分子標記,可以把復雜的數(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分子標記,在小麥5A染色體上定位了3個ABA反應位點。Nelson等通過RFLP作圖對小麥的ABA的作用基因進行分析,發(fā)現(xiàn)了異質(zhì)的ABA作用位點BS128。 4.保護性耕作與小麥產(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,其經(jīng)濟效益、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。孫進等研究認為,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含量也遠遠大于幼芽的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。
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