1. 研究目的与意义
髯毛箬竹(IndocalamusbarbatusMcClure)系多年生禾本科竹亚科箬竹属植物,常绿灌木,地下茎复轴型,繁殖能力强,叶长而宽大,具有药用价值.近年来,箬竹在观赏园艺和水土保持等方面的功能愈来愈受到人们的重视[84]。
目前对箬竹的研究主要致力与其生长节律、化感物质、转基因、叶片化学成分提取等方面,关于其抗重金属的机理研究甚少,这样的情况限制了箬竹在矿区的应用推广和理论研究进展。本论文选用髯毛箬竹为材料,以常见污染物铬为胁迫因子,硅为调节因子,通过对光合作用气体交换参数、叶绿素荧光参数以及部分常规生理生化指标的测定,考察重金属离子铬(Cr)对竹类植物生长与代谢的生理生化影响,有助于箬竹在矿区大面积推广种植,筛选合适浓度的硅处理来提高竹类植物对重金属胁迫的抵抗能力,也为箬竹在遗传工程,细胞工程的研究提供理论和实践基础。
2. 国内外研究现状分析
铬作为一种重金属,属于过渡元素,有d电子存在,而d电子在催化、磁性等方面都有特殊的性质与效能,重金属的这种电子排布形式是对生物致毒的根源。
张义贤等认为重金属对植物体造成伤害的生物学途径可能有两个方面:一是大量重金属进入植物体内干扰了离子间的原有平衡系统,妨碍了正常离子吸收、运输、渗透和调节等功能的正常发挥,引起代谢过程紊乱;二是较多的重金属进入植物体后,取代了某些酶和蛋白质行使其功能时所必需的特定元素,使其活性降低或变性。郁建栓则从生物活性点位、重金属毒害的分子机理等方面对重金属毒害机理进行了解释说明:生物活性点位是指生物大分子中具有生物活性的基因和物质,生物所必需的微量金属就结合在这些生物活性点位上,但当重金属结合在生物大分子活性位点或非活性位点时,在一定情况下就会对植物造成伤害,引起生物的各种病变。研究表明,土壤中的铬含量越大,作用时间越长,对种子萌发的抑制强度就越大。
重金属对植物光合作用的影响作用是通过干扰呼吸和光合过程中的电子传递、生物酶活性和破坏叶绿体的完整性来实现,这种抑制作用具有时间和浓度效应。重金属胁迫下,植物呼吸作用紊乱,供给正常生命活动的能力减少,而且还会因一部分能量转移到对重金属胁迫的适应过程中去,如:损伤的修复、重金属络合物的形成,从而导致植物生长、发育受抑制。在正常的生长条件下,植物体内活性氧产生和清除处于平衡中,当处于各种逆境胁迫或衰老时,植物体内活性氧产生和清除的平衡受到破坏,而有利于体内活性氧的产生,积累的活性氧引发了膜脂过氧化,使植物生长异常,江行玉等研究表明,重金属浓度越高,胁迫时间越长,对植物细胞质膜的选择性、组成、结构和生理生化等伤害就越大。
3. 研究的基本内容与计划
试验内容
(1)铬胁迫对髯毛箬竹的生理影响
(2)硅处理对髯毛箬竹抗铬胁迫的调控作用
4. 研究创新点
特色与创新之处
(1)对于抗重金属胁迫的研究,主要集中在农作物上,在竹子中研究很少,在髯毛箬竹中几乎没有任何研相关研究。
(2)目前对箬竹的研究主要致力与其生长节律、化感物质、转基因、叶片化学成分提取等方面,关于其抗重金属的机理研究甚少。
