砷胁迫下外源GSH对杨树生理代谢的影响

【摘要】我国是全球砷污染较为严重的国家之一,砷胁迫能造成植物生长的异常甚至死亡。谷胱甘肽(GSH)是一种三肽,有清除植物体内活性氧及生成植物螯合肽的作用。本试验以前期筛选的2个杨树品种(中林2025杨Populus×euramericana’Zhonglin2025’,1-45/51杨P.×euramercanaI-45/51’)为研究对象,利用水培试验,探究了砷胁迫及砷胁迫下外源GSH对植物的形态和生理代谢的影响。通过对植物的苗高生长、光合色素含量、叶片气体交换参数、膜透性、抗氧化酶类和非酶类的研究分析,得到以下主要结果：1.砷处理抑制了2个杨树品种的苗高生长,外源加入GSH缓解抑制,且在低浓度砷环境时可以解除抑制,使得苗高生长量恢复至对照水平。2.砷破坏了植物光合系统、使得杨树体内叶绿素含量下降(其中叶绿素b的减少幅度大于叶绿素a)；随着处理时间延长,砷胁迫导致了净光合速率降低,同时引起了气孔导度、蒸腾速率的下降等。引起2个品种光合速率下降的主要原因均为非气孔因素,且Ⅰ-45/51杨净光合速率下降的时间要早于中林2025杨。外源加入GSH提高了因砷胁迫而降低的光合速率,缓和了气孔导度、蒸腾速率的下降。3.砷处理诱导了2个杨树品种丙二醛(MDA)增加、造成了杨树体内电导率的变大。同时,低浓度砷的存在刺激了Ⅰ-45/51杨根超氧化物歧化酶(SOD)活性、根叶过氧化物酶(POD)活性、根叶抗坏血酸酶(APX)活性的升高,破坏了Ⅰ-45/51杨叶的SOD活性,而其根中POD活性和APX活性在高砷浓度处理中也遭受破坏。就中林2025杨而言：在砷胁迫中,其体内的SOD活性、POD活性、APX活性均上调。外加GSH能有效的提高各酶的活性,降低杨树体内的MDA含量,减小膜系统的伤害。4.低浓度砷(50μM)处理增加了Ⅰ-45/51杨根中的抗坏血酸(AsA)含量,但降低了高浓度砷(100μM)处理根中AsA含量。外源GSH能有效提高叶中AsA的含量。此外,外源加入的GSH能有效的被杨树吸收并使得其体内GSH水平上升,对植物氧化物质的清除和抗重金属有重要作用。
【作者】王晓湘；
【导师】涂炳坤；
【作者基本信息】华中农业大学，园林植物与观赏园艺，2014，硕士
【关键词】杨树；重金属；胁迫；谷胱甘肽；光合系统；抗氧化系统；

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