铈对酸雨胁迫下水稻幼苗期保护酶系统的影响开题报告

1. 研究目的与意义

酸雨已成为全球性的环境问题，酸雨对生态环境的破坏不可能在短时间内得到恢复，未来20年内酸雨的影响将继续扩大并对工农业及人民生活产生重要的影响。酸雨被认为是空中死神，已成为重要的国际环境问题。它能使水体和土壤酸化、破坏森林、伤害庄稼、损害古迹、影响生物生存和人体健康。随着国民经济的告诉发展，我国酸雨问题日趋严重，据全国监测表明，我国酸雨出现面积之广，酸度之高已超过了欧美和日本。因此如何减轻酸雨对作物的伤害已经越来越受到人们的重视。酸雨能够明显抑制木本与草本（含作物）植物种子萌发，且机理复杂，在酸雨抑制种子萌发的诸多途径中，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，是其抑制植物种子萌发和幼苗生长的重要原因之一。

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，本实验以水稻种子为对象，对不同强度酸雨胁迫下铈对水稻幼苗期能力，试图考察铈对酸雨胁迫下水稻幼苗期及膜保护系统的影响，为寻求减轻酸雨对作物影响的农业措施提供了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。酸雨对植物有直接和间接的影响，直接对植物本身产生作用，间接是使植物所在的土壤酸化，改变土壤的结构，以此来改变植物。根据资料显示，酸雨可以改变植物的各种代谢酶活性，而一定的浓度的稀土元素溶液对作物表面喷施，浸种，根施不仅有增产效果而且还有提高抗逆性的作用。因此，本论文主要研究对于苏州水稻苏香粳3号来说，多少浓度的稀土元素使得酸雨的危害减到最轻。

预期目标

3. 研究的方法与步骤

1、过氧化物活性的测定（比色法）

（1）粗酶液的提取 称取植物材料的1g，加5ml 20mmol/L KH2PO4，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，KH2PO4 1ml ，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/[minmg蛋白质（或鲜重g）]表示。蛋白质含量测定按Folin法进行。

2、过氧化氢酶活性（紫外吸收法）

(1)酶液提取

同滴定法

（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/L H2O2 0.3ml,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/(gFWmin)]=

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。

3、邻苯三酚自氧化法（超氧化物歧化酶活性）

制备提取液 水稻叶片经表面消毒，蒸馏水浸泡4-5h，每克鲜重加入2-3mL提取液研磨。13000r/min冷冻离心20min,收集上清液，加入硫酸铵并收集30%-50%饱和度的沉淀。小体积蒸馏水复溶，透析去盐，为超氧化物歧化酶液。

自氧化率测定 在一系列20mL试管中各加9mLTris-HCl缓冲液工作液，于25℃水浴20min，精确加入40L于25℃预热的邻苯三酚溶液，立即混匀，于25℃准确保温3min。加入50L维生素C溶液，以终止邻苯三酚自氧化反应，倒入1cm光径比色杯。以9mL Tris-HCl缓冲液工作液作空白溶液，于1h内读取420nm处OD值(Ao)。

酶活性测定 在Tris-HCl缓冲液工作液中预先加入一定量待测SOD稀释液，用上述方法测定样品420nm处OD值（As），但注意不加自氧化终止剂维生素C。、

抑制率=(Ao-As)/Ao100%

SOD单位活力=[(Ao-As)/(Ao0.5)]N/V

V为加样体积 N为样品稀释倍数 0.5即抑制自氧化反应50%

4、氧自由基产生速率的测定

、制作标准曲线 亚硝酸根标准曲线的制作：用100mol/L NaNO2(7mg/L)母液配制0、5、10、15、20、25、30mol/L NaNO2各2ml，分别加入2ml对氨基苯磺酸和2ml α-萘胺，于25℃中保温20min,然后测定OD530，以[NO2－]和测得的OD530值互为函数作图，制得亚硝酸根标准曲线

植物提取液的制备 取上述植物组织2g，加50mmol/L磷酸缓冲液（PH7.8）2mL，充分研磨，10000r/min离心20min,上清液定容至3mL，此液即为O2－产生待测液。

O2－产生速率的测定 0.5mL样品提取液中加入0.5mL 50mmol/L磷酸缓冲液，1.5mL的1mmol/L盐酸羟胺，摇匀，于25℃中保温1h，然后再加入2mL17mmol/L对氨基磺酸和2mL7mmol/L ɑ-萘胺，混合，于25℃中保温20min，取出以分光光度计测定波长530nm的OD值。

结果计算 O2－产生速率=（cVN）2/(mt)

N为4，V是30.001L，m为鲜重， t 为60min

4. 参考文献

[1] 胡刚，徐秋荣，梁婵娟，等.高剂量稀土la(Ⅲ)与酸雨对大豆幼苗生长的复合伤害效应及机理[j].中国生态农业学报，2010,18(3): 680682.

[2] 吴遥琪，彭莹，唐璐，等．酸雨胁迫下la(Ⅲ)对水稻种子萌发及pod活性影响[j]．农业环境科学学报，2008，27(5)：1901-1906．

[3] 邱琳，周青．镧对酸雨胁迫下水稻萌发种子cat的影响[j]．环境化学，2009，28(4)：535-538．

5. 计划与进度安排

1、2022年12月6日-2022年1月10日 按照指导教师要求，查阅相关文献；

2、2022年2月16日-2022日2月28日 与指导老师见面 ，汇报所查阅文章概况；接受任务；

3、2022年3月1日-2022日3月21日 根据任务书撰写开题报告；进行预实验，熟悉相关实验方法；以上工作在课余完成。