五酸钾对酸雨胁迫下生菜生理指标的影响开题报告

 2022-02-11 22:39:09

1. 研究目的与意义

背景:我国许多城市和地区普遍出现酸雨现象,苏州是江苏酸雨发生频次和程度最严重的地区。酸雨正式的名称是为酸性沉降,它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类,前者指的是所有气状污染物或粒状污染物,随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者,后者则是指在不下雨的日子,从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的。

酸雨对植物的危害表现在直接影响和间接影响.直接影响是直接作用于植物全身,受到酸雨侵蚀的叶子,其叶绿素含量会降低,使光合作用受阻,引起叶子萎缩和畸形,干扰植物正常的新陈代谢,植物体内的各种酶活性也会因为酸雨的胁迫而发生各种变化,从而影响植物的正常生长发育,严重的能造成植物死亡。间接影响体现在土壤酸化后结构、营养成分、通气等的劣化,酸雨中的硫酸使土壤更加贫瘠,它融化了土壤中的钙、镁、钾等养分,将它们硫酸化。酸化的土壤更加影响微生物的活性,使土壤失去中和能力。土壤如果ph值过低(酸性),大部分植物是无法继续生长的,伤害到植物的根系生长,因此导致植物的衰亡。

新型合成物五酸钾,从结构上看,该物质跟乙酸钾结构相似,因为乙酸钾和硫酸反应可以生成硫酸钾和醋酸,因为醋酸是弱酸,醋酸钾就是弱酸根盐,强酸可以置换弱酸。由此推测五酸钾也可以吸收酸雨中h ,置换出k ,以此降低酸雨浓度。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:本课题以苏州地区优质地产蔬菜—生菜为研究对象,利用一定浓度的五酸钾对幼苗期的材料进行叶面喷施,通过测量喷施酸雨及五酸钾后的生菜POD(过氧化物酶)活性、根系活力、MDA(丙二醛)含量、氧自由基含量、SOD(超氧化物歧化酶)活性、脯氨酸含量、CAT(过氧化氢酶)活性、NR(硝酸还原酶)活性、质膜透性、叶绿素含量等各种生理指标的变化,我们可以比较这些指标的差异来研究酸雨对幼苗期生菜的影响及验证五酸钾的抗逆效果。

预期目标:验证五酸钾的抗逆效果,为研究酸雨的危害提供丰富的基础数据,为进一步在苏州地区推广使用五酸钾减轻酸雨危害和发现一种新型的减轻酸雨危害新型合成物打下基础。

3. 研究的方法与步骤

研究方法

通过设置梯度来确定适宜的五酸钾的浓度后进行相应实验,酸雨浓度及pH则通过查阅资料确定。生菜幼苗放于恒温培养室中培养,分为对照组,酸雨组以及五酸钾组,每组各八盆植物,对照组和酸雨组第一天喷洒适量的蒸馏水,五酸钾组喷洒五酸钾,滴液为限。

24h后,进行酸雨胁迫处理,配制模拟酸雨,用喷雾器喷于生菜叶片,分别喷在五酸钾组及酸雨组,滴液为限;对照组喷蒸馏水,处理结束后24h开始各生理指标的测定。取第1天、第6天、第11天、第16天胁迫后的生菜叶片进行生理指标的测量,每组测三次。

1、根系活力采用TTC还原法

取适量生菜根加入TTC和磷酸缓冲液反应,用滤纸将根吸干后加乙酸乙酯磨碎提取红色提取液,用乙酸乙酯洗涤残渣,用分光光度计在485nm下比色,计算根系活力。

2、过氧化物酶(POD)活性采用比色法

称取适量生菜叶片加入磷酸二氢钾溶液研磨离心后残渣重复上述,合并两次上清液即为提取液;反应混合液加磷酸二氢钾与反应混合液加酶液在470nm下测定分光度。

3、丙二醛(MDA)采用TBA显色法

提取MDA,称取适量生菜叶片加入三氯乙酸研磨,离心得上清液即为MDA提取液;利用丙二醛在酸性及高温条件下能跟硫代巴比妥酸反应生成红色的三甲川来测定丙二醛含量。

4、氧自由基含量测定采用羟胺氧化法

称取适量生菜叶片加磷酸缓冲液研磨,离心取上清后继续离心,第2次上清液即为提取液。取7管加不同浓度的NaNO2,加磷酸缓冲液、盐酸羟胺混匀静置1小时,再加对氨基苯磺酸和a-萘胺,在530nm测OD值。

5、超氧化物歧化酶(SOD)活性采用邻苯三酚自氧化法

取适量生菜叶片加提取液研磨后冷冻离心以获得SOD酶液;用Tris-HCl与邻苯三酚和SOD提取液分别反应,用分光光度计测定自氧化速率和SOD酶活性。

6、脯氨酸采用酸性茚三酮检测法

称取适量生菜叶片加磺基水杨酸溶液研磨后沸水浴中提取后离心获得上清液即为提取液,取适量提取液加冰醋酸和酸性茚三酮反应后,加入适量甲苯振荡,吸取上层溶液于比色皿中,以甲苯为空白对照,在520nm处比色以求取吸光度。

7、过氧化氢酶(CAT)活性测定采用紫外吸收法

称取适量生菜叶片加磷酸缓冲液和石英砂研磨,离心取上清液。上清液加磷酸和蒸馏水后在240nm测OD值。

8、硝酸还原酶(NR)采用磺胺比色法

称取叶片用钻孔器钻成圆形,加磷酸缓冲液和硝酸钾后抽空气,后置温箱避光。吸取反应液加磺胺和a-萘胺试在酸性条件下反应后测OD值。

9、质膜透性用电导仪测定

称取圆形叶片加去离子水置真空干燥器,室温静置,用电导仪测量初电导率,沸水浴后测终电导率。

10、叶绿素含量测定

用SPAD502叶绿素含量测定仪直接测定,选取同一处理组3个点,取平均。

4. 参考文献

[1]黄晓华,周青,张学伟.酸雨对植物根系生长的胁迫效应.农业环境保护,2000.19(4):234-235,247.

[2]严丹,葛玉晴,周青,等.模拟酸雨和稀土镧对大豆幼苗的复合影响[J].环境科学与技术,2012,35(3)43-46.

[3]陆晓民,盛伟,杨吉.模拟酸雨下氯化镧处理对小麦发芽及幼苗生长的影响[J].核农学报,2008,22(6):851-855.

[4]周青,黄晓华.植物酸致损伤机理与稀土调控研究[J].中国稀土学报,2002,20(增刊):177-180.

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[11]胡雁春.模拟酸雨对三叶草种子萌发及幼苗生理指标的影响[J].安徽农业科学,2014,1(1):85-86.

[12]李晓科.模拟酸雨对大麦幼苗部分生理特性的影响[J].山西农业科学,2012, 40(4):329-331.

5. 计划与进度安排

(1)2022-2022-1学期17-20周--2022-2022-2学期第1周-第2周(2022-12-24--2022-3-8),查阅资料,准备开题报告,外文论文翻译。

(2)第3周--第6周(2022-3-11--4-4),浸种,培养实验材料,摸索实验方法。

(3)第7周--第11周(2022-4-8--5-10),培养植物幼苗,确定实验方法,确定五酸钾浓度及施用方法,测定生理指标。

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