三种重金属离子对水稻叶片光合特性的影响

三种重金属离子对水稻叶片 光合特性的影响马晓娟导师：王忠

重金属污染是工业、交通运输业迅速 发展的结果。重金属对农田的污染导致重金属在作物根、茎、叶和籽粒中大量积累，不仅会进入食物链，危及人类健康，也会严重影响作物的生长发育，造成产量的下降，给人类生存带来巨大威胁。

目前，有关重金属污染对作物伤害机理的研究主要集中在以下几个方面：①重金属离子干扰根系对矿质养分的吸收和运输；②重金属离子诱导植物体内产生大量活性氧自由基和过氧化物.③重金属离子和重要生物大分子结合。对前二者的研究较多，而对后者的研究较少。虽然有一些研究工作涉及到了光合作用，但报道不多，而以水稻为材料，研究Cd2+、Cu2+、Hg2+对光合特性的影响还未见报道，我们在这方面作了初步研究。目前，有关重金属污染对作物伤害机理的研究主要集中在以下几个方面：①重金属离子干扰根系对矿质养分的吸收和运输；②重金属离子诱导植物体内产生大量活性氧自由基和过氧化物.③重金属离子和重要生物大分子结合。对前二者的研究较多，而对后者的研究较少。虽然有一些研究工作涉及到了光合作用，但报道不多，而以水稻为材料，研究Cd2+、Cu2+、Hg2+对光合特性的影响还未见报道，我们在这方面作了初步研究。

1.材料与方法 1.1材料杂交稻协优818 1.2处理方法水稻小苗采用土培法.水稻发芽后，播种于小塑料盆钵中培养10天,用不同浓度的重金属溶液进行处理，其中,Cu2+浓度分别为:20ppm、60ppm、100ppm,Cd2+、Hg2+浓度均分别为:40ppm、120ppm、200ppm,处理8天进行取样测定。

1.3 实验方法 1.3.1叶绿素含量的测定将叶片洗净,擦干,剪碎称取0.1克左右加丙酮无水乙醇放入具塞三角瓶或刻度试管室温下暗处提取24小时取上清液,测光密度

按下式计算叶绿素含量： 叶绿素a(mg/g)= (12.71A663-2.95A645)V/1000W 叶绿素b(mg/g)=(22.88A645-4.67A663)V/1000W 叶绿素(a+b)(mg/g)=(8.04A663+20.29A645)V/1000W

1.3.2希尔反应活力测定 • 1、取叶片5克，洗净，擦干剪碎放入研钵中（研钵置于冰浴中） • 2、加入5ml预冷提取介质[50mmol/L(pH7.5)Tis-HCl缓冲液，迅速将叶片研磨成匀浆，通过4层纱布过滤于一离心管中，

3、4℃下800×g离心5分钟，弃上清液，沉淀即为 完整叶绿体 • 4、用3ml提取介质悬浮叶绿体，置冰浴中备用 • 5、取2只试管（均用牛皮纸包裹，不透光），编号

6、1号管加提取介质5ml，2号管加提取介质4.5ml和叶绿体悬浮液0.5ml6、1号管加提取介质5ml，2号管加提取介质4.5ml和叶绿体悬浮液0.5ml • 7、两试管中各加1mmol/L的2，6-D溶液摇匀，置于玻璃水缸中，照光20分钟 • 8、立即用提取介质为空白，在分光光度计上测620nm处的吸光度值 • 9、取1ml叶绿素悬浮液，用丙酮乙醇（1:1）混合液提取叶绿素，测定652nm处的吸光度值 • 10、计算希尔反应活力（mmol 2,6-D/mg(叶绿素)•h）

2 结果与分析 2.1重金属离子对叶片叶绿素含量的影响不同重金属离子对水稻叶片叶绿素含量的影响存在明显差异：Cu2+最严重，Hg2+次之，Cd2+的影响最小

2.2 重金属离子对叶绿素a/b比值的影响 三种重金属离子均在低浓度时导致叶绿素a/b值增加，而随浓度升高，a/b值下降。这可能是水稻对重金属离子胁迫逆境的适应性反应。

2.3 重金属离子对叶片希尔反应的影响 三种重金属离子对希尔反应活力的影响趋势一致，随处理浓度的增加，希尔反应活力降低，而以Cu2+对希尔反应活力的影响最大，其次为Hg2+，Cd2+影响最小。

3.小结与讨论 过去的研究已表明，PSⅡ是重金属离子作用的重要位点（Clijsters 和Assehe1985）.李建宏等(1997)研究发现，Cu2+对蓝藻光合作用的抑制表现在Cu2+抑制光能的吸收与传递，而且主要是对蓝藻蛋白的抑制作用.本实验主要以杂交稻协优818为材料，研究三种重金属离子(Cu2+、Hg2+、Cd2+)对水稻叶片光合作用的影响。初步得到以下结论:

1、三种重金属离子对叶片叶绿素含量都表现出低浓度的刺激增加，而高浓度的抑制。1、三种重金属离子对叶片叶绿素含量都表现出低浓度的刺激增加，而高浓度的抑制。 • 2、叶绿素a/b值的变化趋势类似于叶绿素含量的变化趋势，表现出先增加后降低的规律。这是水稻对重金属离子毒害的适应性反应. • 3、从希尔反应活力的测定结果我们发现，三种重金属离子不管是低浓度胁迫还是高浓度胁迫，其希尔反应活力均低于对照。

谢谢！

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