螯合镧对铜胁迫下水稻幼苗叶片的保护效应研究开题报告

1. 研究目的与意义

水稻（oryza sativa.l）是中国的主要粮食作物之一。水稻种植面积平均占谷物播种面积的26.6%，稻谷总产量占粮食总量的43.6%^[1]，但近年来，随着经济的快速发展和人口的不断增加，中国的城市化和工业化日益严重，在工农业和其他领域中不达标污染物以及废弃物的大量排放、农产品中化学药品的大量使用，导致土壤环境的污染现象日益严重，尤其是土壤重金属污染已经成为近年来人们的关心的焦点。导致环境中污染的重金属元素铜是植物生长发育所必须的微量营养元素之一^[2]。cu是植物生长和发育所必需的重要微量元素，在低浓度时促进植物的生长发育，高浓度时会对植物产生毒性^[3]。 铜存在于叶绿体的叶绿素中，影响光合作用中电子的传递^[1]。铜是多酚氧化酶、细胞色素氧化酶以及抗坏血酸氧化酶等多种酶类的构成因素之一，微量的铜可以有利于植物的光合作用，有利于植物的生长发育，并且可以提高植物的抗旱、抗寒、抗病毒的能力，但是，过量的铜存在的情况下一方面会破坏植物的细胞膜内外的离子平衡、损伤细胞结构、造成代谢的紊乱，另一方面会抑制植物细胞叶绿素的合成，从而降低植物的光合作用，降低产量和质量^[4,5]。

稀土元素是元素周期表中的镧系元素(15 种)和与镧系元素化学性质相似的钪、钇共17 种元素的总称^[6]，简称稀土(rare earth 通常记为re或r）。自然界中有250种稀土矿。稀土于18世纪末陆续被发现，一般是以氧化物状态分离出来的，因存在量很稀少，故此得名稀土。稀土元素是一组具有相似物理化学性质的三价金属元素，通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土；把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。主要分布于内蒙古的白云鄂博、江西赣、广东粤北、四川凉山和山东微山等地。因在现代高科技和新材料领域的不可替代性, 而被称为关键矿产资源^[7]。

稀土元素作为一种植物的生长调节剂，可使作物增产，改善作物品质，属于与铁相当的低毒产品，合理施用稀土元素对农作物具有增产效果，可以改善农作物的品质，提高氨基酸的含量，提高果蔬维生素c的含量，提高果蔬的糖酸比，提高耐贮性。在农业上被广泛用于促进植物种子的萌发、生长发育和植物生物量的积累等过程^[8]。

2. 研究内容和预期目标

绪论部分需要对国内外氨基酸螯合稀土对金属胁迫下的植物生长的研究进展进行详细讨论，研究主体包括以下部分：

(1) 水稻的培养以及预处理；

(2) 材料优化；

3. 研究的方法与步骤

1、la（Ⅲ）-aa的制备：用碱性蛋白酶水解大豆分离蛋白（spi）获得混合氨基酸，与la（no3）3·6h2o螯合反应得到la（Ⅲ）-aa螯合物溶液，浓缩后干燥备用。

2、水稻的培养：粳稻苏香粳3号(oryza sativa l. subsp. japonica cv. suxiang 3)种子于36 °c催芽1d露白后转至光温培养箱(16 h光照/8 h黑暗，温度30 °c，1:1:1:100霍格兰营养液)。

3、幼苗处理：将培养7d的水稻幼苗用cuso4溶液(20mg/l)模拟胁迫，处理组分别添加0、10、20、30、40、50 mg/l的氨基酸螯合镧，处理7天龄幼苗5天后取样，每组三重复。

4. 参考文献

1. 吴文杰，潘冰毅氧制对铜胁迫水稻幼苗生长的缓解作用［j].江苏农业学报，2012,28(4):912-913.

2. 陈玉胜,陈全战,邹旭婷.铜胁迫对水稻和小麦种子萌发的影响[j].南京晓庄学院学报,2018,第34卷(6):82-86.

3. 李瑞莉,齐淑艳,刘娜等.铅、镉、铜对 4种入侵植物种子萌发及幼苗生长的影响[j].东北师大学报(自然科学版),2017,(4):101-108

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   5. 计划与进度安排

   1、2022-03-05～2022-03-15 接受任务，按照指导教师要求查阅资料，撰写开题报告。

   2、2022-03-16～2022-03-28 用碱性蛋白酶水解大豆分离蛋白混合氨基酸，与la螯合反应得到la（Ⅲ）-aa螯合物。

   3、2022-03-29～2022-04-06 完成水稻培养、模拟铜胁迫和生理指标测定，包括sod活性、 pod活性，cat活性、丙二醛含量等。

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