稀土微肥对酸雨胁迫下水稻生理指标的影响开题报告

1. 研究目的与意义

酸雨是全球性的污染源之一,目前我国的酸雨面积已超过国土面积的40%。酸雨会影响农作物水稻的叶子，酸雨降低植物细胞内保护酶（如过氧化氢酶）活性，导致自由基积累，过量自由基攻击细胞质膜中不饱和脂肪酸，引发膜脂过氧化损伤，细胞质膜破损及膜上物质与能量代谢异常，影响植物的生长和发育。由此导致的生态环境的破坏及农业生产环境的污染,必然会影响作物的生长,并阻碍经济的发展。

稀土微肥在作物体内可以提高叶绿素的含量,改变叶绿素和叶绿体的结构，促进作物的光合作用；可以促进作物的营养吸收、运输和转移；可以加快作物的生长，增强作物的抗旱能力；可以提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等多种保护酶的活性,增强作物的抗病能力；可以破坏芽孢菌鞘和壁,改变其通透性,增强作物的抑菌能力。

水稻是我国主要粮食作物，种植面积与酸雨区重叠近94%，如何缓解酸雨对我国主要粮食作物水稻的产量和品质的影响是目前的研究热点之一。本实验以苏州水稻苏香粳3号为对象，稀土微肥对酸雨胁迫下水稻生理指标的影响，更科学地调控植物代谢，减轻酸雨对作物影响，提供理论依据和实践经验。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

随着酸雨现象的在我国普遍增加，酸雨对我们主食水稻的影响人们关注的越来越多，苏州市是江苏省酸雨频次和程度最严重的地区。根据资料显示，酸雨可以改变植物的各种代谢酶活性，而稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。资料还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。因此，本论文主要研究对于苏州水稻苏香粳3号来说，稀土微肥对酸雨胁迫下水稻生理指标的影响。

预期目标

3. 研究的方法与步骤

通过对水稻整个生长过程的9项指标的测定，研究酸雨的危害对水稻生理生化性质的影响。指标包括：叶绿素含量、MDA（丙二醛）含量、POD（过氧化物酶）活性、CAT（过氧化氢酶）活性、质膜透性等。测定指标取幼苗期、发育期、成熟期各一次。

1、MDA（丙二醛）含量

（1）提取MDA：选取水稻，分别取对照、酸雨、防护、修复组叶片剪碎，加入10%三氯乙酸（TCA）2ml和石英砂研磨，进一步加入8mlTCL充分研磨，4000g匀浆液离心10min，上清液即为样品提取液，计量总体积V1。

（2）显色反应及测定：取2ml提取液加入2ml0.6%TBA混匀，混匀，试管加塞沸水浴煮沸15min，迅速冷却离心，取上清液测定532nm和450nm处的吸光值。

（3）计算：A1=Ca*Ca1 Cb*Cb1

A1=Ca*Ca2 Cb*Cb2

式中A1为组分a和组分b在波长λ1时OD值之和；

A2为组分a和组分b在波长λ2时OD值之和；

Ca为组分a的浓度，单位是mol/L；

Cb为组分b的浓度，单位是mol/L；

Ca1,Cb1分别为组分a，b在波长λ1处的摩尔吸收系数；

Ca2,Cb2分别为组分a，b在波长λ2处的摩尔吸收系数；

2、过氧化物酶活性的测定（比色法）

（1）粗酶液的提取:称取植物材料的1g，加5ml20mmol/LKH2PO4，于研钵中研磨成匀浆，以4000r/min离心15min,，收集上清液保存在冷处，残渣再用5mlKH2PO4溶液提取一次，合并两次上清液。

（2）酶活性的测定:取光径1cm比色杯两只,于1只中加入反应混合液3ml，KH2PO41ml，作为校零对照，另一只中加入反应混合液3ml，上述酶液1ml(如酶活性过高可适当稀释)，立即开启秒表计时，于分光光度计470nm波长下测量OD值，每隔1Min读数一次，以每分钟OD变化值表示酶活性大小，即以△A479/（min·g鲜重）表示。蛋白质含量测定按Folin法进行。

3、过氧化氢酶活性（紫外吸收法）

(1)酶液提取

新鲜水稻幼苗1g，加入2-3ml4℃的pH为7.8的磷酸缓冲液和少量石英砂，研磨成匀浆，转移入10ml容量瓶，缓冲液冲洗研钵，并定容到刻度。混合均匀后，于5℃冰箱中静置10min，取上清液4000rpm离心15min，上清液即是过氧化氢酶粗提液。保存至5℃冰箱备用。

（2）测定

取10ml试管3支，其中1支为对照管，2支为处理管，按下表顺序加入试剂，其中对照管中加入的粗酶液为煮死后的酶液。

25℃预热后，逐管加入0.1mol/LH2O20.3ml,每加完一管立即记时，并迅速倒入石英比色杯中，240nm下测定吸光度，每隔1min读数一次，共测4min,待3支试管全部测定完后，计算酶活力。

（3）结果计算

以1min内OD240减少0.1的酶量为1个酶活单位（U）

过氧化氢酶活力[U/(gFW·min)]=[OD1-（OD2 OD3）/2]*V/(0.1*V2*t*FW)

式中OD1为对照管吸光度值：

OD2、OD3为处理1、处理2的吸光度值；

V1为粗酶提取液总体积（ml）;

V2为测定用粗酶液体积（ml）；

FW为样品鲜重（g）；

0.1为OD240每下降0.1为1个酶活力单位（U）

t为加过氧化氢到最后一次读数的时间。

4、质膜透性

按照对照、酸雨、修复、防护分组，选取水稻，分别选取各组同一部位同一高度叶片，用自来水冲洗去掉表面灰尘，用去离子水冲洗擦干，剪碎每组称取相同质量于小烧杯中，加入去离子水，在循环水式真空泵抽真空，用去离子水冲洗2~3次，加入去离子水静置1h，中间用玻璃棒搅拌机次，1h后测得电导率值S1，之后在沸水浴中煮沸杀死植物组织，取出用自来水冷却至室温放置20min摇匀，测得电导率值S2。最后用S2与S1的比值来确定酸雨的伤害度。

4. 参考文献

[1]黄晓华,陆天虹，周青等.酸雨伤害植物机理与稀土调控研究[j].中国生态农业学报，2004,12(3):116-118.

[2]严重玲,洪业汤,杨先科等.稀土元素对酸雨胁迫下小麦抗氧化酶的生物作用[j].科学通报，1998，43(20)：2206-2208.

[3]严重玲,李瑞智,钟章成．酸雨胁迫下稀土元素对小麦的生物学效应[j].中国农业科学，1998，31(3)：89-91.

5. 计划与进度安排

1.2022-12-25 选题，接受任务；

2.2022-12-26—2022-03-6完成开题准备；

3.2022-03-7—2022-03-11上交开题报告；