1、 本科毕业论文 （ 20 届） 重金属镉胁迫对海滨木槿形态及生理指标的影响 所在学院 专业班级 生物科学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业论文 目录 目录 摘要 .I Abstract . II 引言 . 1 1 材料与方法 . 3 1.1 实验材料 . 3 1.2 试剂和药品 . 3 1.3 仪器和工具 . 5 1.4 实验 方法 . 5 1.4.1种子千粒重、净度及优良度的测定 . 5 1.4.2种子生活力测定 . 6 1.4.3不同 Cd2+浓度下海滨木槿种子的发芽率测定 . 6 1.4.4不同 Cd2+浓度下海滨木槿种子的胚根测定 . 6 1.4.5叶绿素含量
2、测定 . 6 1.4.6可溶性蛋白质含量测定 . 7 1.4.7脯氨酸含量测定 . 7 1.4.8超氧化物歧化酶活性测定 . 8 1.4.9过氧化物酶活性的测定 . 9 1.4.10过氧化氢酶活性的测定 . 9 2 实验结果和分析 . 11 2.1 种子千粒重、净度及优良度的测定 . 11 2.2 种子生活力 . 11 2.3 不同 Cd2+浓度对海滨木槿种子萌发的影响 . 12 2.4 不同 Cd2+浓度对海滨木槿幼苗根生长的影响 . 13 2.5 不同浓度的 Cd2+处理对海滨木槿幼叶叶绿素含量的影响 . 13 2.6 不同浓度的 Cd2+处理对海滨木槿幼叶可溶性蛋白质含量的影响 15 2
3、.7 不同浓度的 Cd2+处理对海滨木槿幼叶脯氨酸含量的影响 . 15 2.8 不同浓度的 Cd2+处理海滨木槿幼叶超氧化物歧化酶活性测定 . 17 2.9 不同浓度的 Cd2+处理对海滨木槿幼叶过氧化物酶活性的测定 . 17 2.10 不同浓度的 Cd2+处理对海滨木槿幼叶过氧化氢酶活性的测定 . 18 3 讨论 . 20 小结 . 23 参考文献 . 24 致谢 .错误 !未定义书签。 本科毕业论文 中文摘要 I 摘要 摘要 实验以海滨木槿为材料，采用水培试验的方法，在 Hoagland 营养液的基础上，利用不同浓度镉离子（ Cd2+）溶液对海滨木槿种子进行不同程度的胁迫处理，以研究镉离子
4、（ Cd2+）胁迫对海滨木槿种子及其生长发育的影响，设计了浓度为 0mgL -1、 0.5mgL -1、1mgL -1、 5mgL -1、 10mgL -1、 25mgL -1和 50mgL -1Cd2+胁迫海滨木槿种子。探讨了 Cd2+对海滨木槿种子萌发及根伸长抑制效应，测定了不同 Cd2+浓度梯度下的海滨木槿种子发芽率、发芽势及根的伸长量和生物量变化，并通过不同浓度 Cd2+对其叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、保护酶活性的影响，研究了重金属胁迫对海滨木槿幼叶的生理影响及抗性机理。这为我们选择耐重金属植物和超富集植物用于重金属污染土壤的植被修复提供了理论依据和有效途径。 研究结果表
5、明：较低浓度的 Cd2+能够促进海滨木槿种子萌发，但是海滨木槿种子萌发对 Cd2+浓度的升高不敏感，只 有 Cd2+浓度较高时才对种子萌发表现出抑制作用。 Cd2+对海滨木槿种子发芽的抑制效应远小于对根伸长和生物量的抑制效应。随着 Cd2+胁迫浓度的升高，海滨木槿根的伸长量及生物量明显降低，海滨木槿根伸长抑制率与 Cd2+的浓度有极好的正相关性。叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，是一类含脂的色素家族，位于类囊体膜。叶绿素 a、叶绿素 b含量随着 Cd2+浓度的变化而相应的变化，低 Cd2+浓度下，其含量上升，高 Cd2+浓度下叶绿素含量开始下降， Cd2+对海滨木槿幼苗叶叶绿素 a和叶绿素
6、b 的影响，表现为低浓度下促进其产生，而高 浓度下则表现出抑制作用。类似地，随着 Cd2+胁迫浓度的增加海滨木槿幼叶可溶性蛋白质含量也呈出先上升后降低趋势，但变化的幅度并不明显。重金属胁迫下，脯氨酸含量呈上升趋势，这表示植物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，抗旱性强的品种往往积累较多的脯氨酸。各浓度的 Cd2+对海滨木槿幼苗 SOD活性都有显著性影响，当浓度在 0.5 至 5mgL -1范围内时，海滨木槿叶片超氧化物歧化酶活性急剧上升，但当镉离子浓度超过 5mgL -1 并接近10mgL -1时，海滨木槿叶片超氧化物歧化酶活性却大幅度下降，说明 Cd2+对 海滨木槿幼苗叶 SOD
7、活性的影响，表现为低浓度下促进酶活性，而高浓度下则抑制酶活性。过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性随着 Cd2+浓度的增加呈上升的趋势，但过氧化物酶活性增加的幅度变化相对较大，而过氧化氢酶活性上升趋势不是很大。 关键词 ： 海滨木槿；种子萌发；生理指标；镉 本科毕业论文 英文摘要 II Abstract Abstract:This study selected the plants Hibiscus hamabo seedlings as research subject, using of indoor water culture testing method, and on the basis
8、of the Hoagland nutrient solution. Using different concentrations of cadmium ions (Cd2+) solution on Hibiscus hamabo seeds varying degrees of stress， To study the cadmium ion (Cd2+) stress on the Hibiscus seeds and growth and development, Designed concentrations of 0mgL-1、 1mgL-1、 5 mgL-1、 15mgL-1、2
9、5mgL-1 and 50mgL-1 Cd2+ stress on H.hamabo seedlings. By exploring different concentrations of Cd2+ on Hibiscus seed germination and root elongation inhibition， measuring different Cd2+ concentration gradient under the Hibiscus seed germination and root elongation potential and biomass Change, and r
10、esearching different concentrations of Cd2+ on chlorophyll content, protein content, proline content, antioxidant enzyme activity, electrical conductivity, young leaves of the Hibiscus and the physiological response of heavy metal resistance mechanisms.This is our choice for the endurance of plants
11、and hyperaccumulators for phytoremediation of heavy metal contaminated soil to provide a theoretical basis and effective way. The results of the study indicate that:A low concentration of Cd2+ can promote seaside Hibiscus seed germination,But the beach to Cd2+ Hibiscus seed germination not sensitive
12、 to concentration increases， Only Cd2+ high concentration of seed germination when it showed the inhibition. Cd2+ of coastal Hibiscus germination of suppression is far less than the root elongation and biomass suppression.As Cd2+ stress concentration increases,Seaside Hibiscus roots stretching quant
13、ity and biomass decreased obviously,Seaside Hibiscus root elongation inhibition rate and Cd2+ concentration has excellent positive correlation. Plant photosynthesis, chlorophyll is the main pigment, is a kind of pigment that contain fat family, located in thylakoid membranes.Chlorophyll-a, chlorophy
14、ll-b content with the change and corresponding Cd2+ concentration of change,Low Cd2+ concentration, its content rise,High Cd2+ concentrations chlorophyll content began to fall,the influence of Cd2+ to coastal Hibiscus seedling leaf chlorophyll-a and chlorophyll-b， performance for low concentrations
15、produce, promote its， but high concentrations exhibited inhibitory effect.Similarly,along with the increase of stress concentration Cd2+， Seaside Hibiscus younger leaves soluble protein content 本科毕业论文 英文摘要 III also shows a trend to decrease, after rising first， but changing amplitude is not obvious.
16、At the stress of heavy metal, the content of proline shows ascendant trend,this means in plant proline content to a certain extent, reflected anti-reversibility of plants,drought resistance strong varieties of proline accumulate more often.The concentration of Cd2+ of coastal Hibiscus seedling SOD a
17、ctivity, have obvious effects,When the concentration of 0.5 5mgL-1scope,Seaside Hibiscus blade superoxide dismutase (sod) has risen sharply.But when cadmium ions concentration exceed 5mgL-1 and approaching 10mgL-1,Seaside Hibiscus blade superoxide dismutase (SOD) has dropped substantially,explain to
18、 seaside Hibiscus seedling leaves Cd2+, the influence of SOD activity.Performance for low concentrations promote the enzyme activity, but high concentrations are inhibiting enzymes.Along with the increase of concentration Cd2+,the activity of peroxidase and catalase rise trend.But peroxidase activit
19、y increasing amplitude variation is opposite bigger,catalase activity ascendant trend is not very big. Key words:Hibiscus hamabo Sieb.et Zucc.;Seed germination; Physiological; Cd2+; 本科毕业论文 引言 1 引言 在自然界的生态系统中，生物对微量元素的需求是平衡的关系，超过或亏欠都会使生命代谢紊乱，出现病变。污泥土地利用、污水灌溉等往往是多 元素同时进入土壤 - 植物系统。元素间的联合作用对作物的产量及元素在作物体内
20、的再分配有着至关重要的影响 1,同时我们不难发现，微肥，微量元素添加剂等的滥用和过量使用，已造成许多不良的后果。随着技术的快速发展，工业和农业生产的大规模进行， “ 三废 ” 等带来的重金属对土壤的污染日趋严重，并且许多对生物有害的化合物和微量元素通过工业、生活污水大量排入水系；大气沉降，地矿渗透等也对土壤造成非常大的影响，所以重金属对环境污染的研究一直是研究的热点。 滨海湿地污染环境的重金属主要有镉、铅、锌等 。 Tawach Prechthai等分析了城市固体废弃物中 Cd2+的含量最高，城市废弃物也是海滨湿地污染的源头，且 Cd2+随渗滤液迁移的能力也比较强，因此，固体废弃物中的 Cd2
21、+很容易随渗滤液迁移，引起水体的重金属污染 2。 Cd2+是一种不能被植物利用的微量元素，但当 Cd2+含量超过一定限度时，再加上它是生物毒性大的一种重金属元素，会导致植物根部受到损害，严重时甚至死亡3,4。重金属在土壤中的自然净化过程十分漫长，一旦污染土壤，其危害将是长期的。不仅严重危害作物生产，而且进入食物链危害人畜健康 5,6，影响 钙 、 磷 的吸收代谢 , 增加肾和骨病变的危险 ,干扰人体正常的代谢机能。同时 有报道说 7，重金属对植物产生毒性的生物学途径可能有两条：一是大量的重金属离子进入植物体内干扰了离子间原有的平衡系统，造成正常离子的吸收、运输、渗透和调节等方面的障碍，从而使代
22、谢过程紊乱；二是较多的重金属离子进入植物体内后，不仅与核酸、蛋白质和酶等大分子物质结合，而且还可以取代某些酶和蛋白质，行使其功能时所必需的特定元素，使其变性或活性降低。 海滨木槿 (Hibiscus hamabo Sieb.et Zucc.)系锦葵科 (Malvaceae)木槿属 (Hibiscus) 落叶小乔木，为强阳性树种 , 高达 5m左右，胸径 20cm，树冠浓密，呈扁球形，枝叶茂盛，花两性，金黄色，花期长， 分布于 浙江省舟山岛西部及长山寺等几个小岛，是浙江珍稀濒危树种 8，它能生长在碱性 (pH 8.0 8.6)、含盐量高达 1.5 %的土壤中，耐盐咸，耐海水浸淹，典型的海滨盐生木
23、本植物，适宜在持水保肥性能极差的滨海沙土上生长，并因成年大树根系盘根错节，非常发达，整个树体具有极强的抗风性能，是沿海防浪护堤林的首选树种 9。海滨湿地重金属污染直接影响该植物种子萌发及植株生长。对海滨木槿本科毕业论文 引言 2 的研究 ，迄今为止，国内外的研究多集中于引种驯化、繁殖方法、造林和耐盐碱等方面9,10，尚未见重金属对海滨木槿种子萌发和幼苗生长影响的系统报道，对海滨木槿的生理指标的变化也涉及不多。本文研究了海滨木槿在不同浓度镉离子重金属污染条件下的种子萌发及生长发育状况的变化，旨在探索重金属对植物毒害和植物对重金属耐性机理，以期为海滨重金属污染植物修复造林技术和育苗技术、确定合理播
24、种量提供科学依据。另一方面，对重金属污染土壤进行修复尤显迫切，运用超积累植物对重金属污染土壤进行植物修复具有潜在的价值和意义。 本科毕业论文 材料与方法 3 1 材料与方法 1.1 实验材料 海 滨木槿种子于 2009 年 12 月采集于浙江省舟山定海海滨，存放于 4 冰箱保存，2010 年 4 月开始播种。试验时选取籽粒饱满、质地均匀的供试种子，先用浓硫酸溶液浸泡 15min，再用清水冲洗干净，然后用浓度 3%次氯酸钠消毒 10min，最后用无菌水清洗3 次，备用。 1.2 试剂和药品 1.2.1 营养液： 改良霍格兰 （ Hoagland） 配方： （ pH=6.0） 四水硝酸钙 945m
25、gL-1 硝酸钾 506mgL-1 硝酸铵 80mgL-1 磷酸二氢钾 136mgL-1 硫酸镁 493mgL-1 铁盐溶液 2.5ml 微量元素液 5ml 铁盐溶液 （ pH=5.5） 七水硫酸亚铁 2.78g 乙二胺四乙酸二钠 （ EDTA.Na） 3.73g 蒸馏水 500ml 微量元素液： 碘化钾 0.83mgL-1 硼 酸 6.2mgL-1 硫酸锰 22.3mgL-1 硫酸锌 8.6mg L-1 钼酸钠 0.25mg L-1 硫酸铜 0.025mg L-1 本科毕业论文 材料与方法 4 氯化钴 0.025mg L-1 1.2.2 梯度培养液： CT： Hoagland 营养液； T1
26、： 0.5mg L-1 Cd2+ +Hoagland 营养液； T2： 1mgL-1 Cd2+Hoagland 营养液； T3： 5mgL-1 Cd2+ + Hoagland 营养液； T4： 15mgL-1 Cd2+ +Hoagland 营养液； T5： 25mgL-1 Cd2+ +Hoagland 营养液； T6： 50mgL-1 Cd2+ +Hoagland 营养液。 1.2.3 实验主要 试剂： 种子生活力测定试剂： （ 1） TTC（ 2,3.5-氯化三苯基四氮唑） ， （ 2）红墨水； 叶绿素含量测定试剂： （ 1）纯丙酮，（ 2） 80%丙酮：量取 80ml丙酮溶于 20ml H
27、2O 中； 蛋白质含量测定试剂： （ 1） 考马斯亮蓝 G-250： 称取 100mg 考马斯亮蓝 G-250，溶解于50mL95%乙醇中， 加入 100mL80%（ W/V） 的磷酸，用水定容至 1000mL，过滤，此药品试剂 常温下 可保存 30d； （ 2）标准蛋白质溶液：精确称取结晶牛血清蛋白 10mg，加水溶解并定容至 100mL，即为 100g/mL的标准蛋白质溶液； 脯氨酸含量测定 （ 1）性茚三酮试剂：称取 1.25g 茚三酮，加入 30mL 冰醋酸和 20mL6molL-1 磷酸，于 70 加热溶解，冷却后储于棕色试剂瓶中， 4 保存， 2d 内稳定，（ 2） 3%磺基水杨酸
28、： 3g 磺基水杨酸加蒸馏水溶解后定容至 100ml。 （ 3）冰醋酸。（ 4）甲苯。（ 5）脯氨酸标准母液：称取 10mg 脯氨酸溶于少量 80%乙醇中，再用蒸馏水定容 100mL，成 100gL-1母液；超氧化物歧化酶活性测定 （ 1） 0.05mol/L 磷酸缓冲液（ pH7.8）。（ 2） 130mmol/L 甲硫氨酸溶液：称 1.9399gMet 用磷酸缓冲液定容至 100ml 。 （ 3） 750mol/L氮蓝四唑溶液： 称取 0.06133g NBT 用磷酸缓冲液定容至 100ml， 避光保存。（ 4） 100mol/L EDTA-Na2溶液：称取 0.03721g EDTA-N
29、a2，用磷酸缓冲液定容至 1000ml 。（ 5） 20mol/L 核黄素溶液：称取 0.0753g 核黄素用蒸馏水定容至 1000ml，避光保存； 过氧化物 酶活性的测定试剂： （ 1） 0.05mol/L、 pH5.5 磷酸缓冲液 （ 2） 0.05mol/L 愈创木酚溶液 :称取愈创木酚 0.62 克，用 95%的乙醇定容至 100 毫升。（ 3） 2%H2O2（ 4） 20%三氯乙酸 ；过氧化氢酶活性的测定试剂： （ 1） 10%H2SO4。（ 2） 0.2mol/L pH7.8 磷酸缓冲液。（ 3） 0.1mol/L高锰酸钾标准液：称取 KMnO4(AR)3.1605g,用新煮沸冷却
30、蒸馏水配置成 1000ml,再用0.1mol/L 草酸溶液标定。（ 4） 0.1mol/LH2O2:市售 30%H2O2大约等于 17.6mol/L,取 30%H2O2本科毕业论文 材料与方法 5 溶液 5.68ml,稀释至 1000ml,用标准 0.1mol/L KMnO4溶液（在酸性条件下）进行标定。（ 5）0.1mol/L 草酸 :称取优级纯 H2C2O4.2H2O 12.607g,用蒸馏水溶解后，定容至 1000ml。 1.3 仪器和工具 仪器 生产单位 烧杯 国药集团化学试剂有限公司 量筒 中国医药（集团）上海化学试剂公司 研钵 国药集团化学试剂有限公司 秒表 宁波奥博有限公司 广口
31、瓶 国药集团化学试剂有限公司 椎形瓶 国药集团化学试剂有限公司 移液枪 北京华北科 创科技有限公司 离心机 上海宇工机械有限公司 离心管 中科晨宇 (北京 )实验设备有限公司 培养皿 中国医药（集团）上海化学试剂公司 试剂瓶 中国医药（集团）上海化学试剂公司 容量瓶 中国医药（集团）上海化学试剂公司 玻璃棒 江苏省泰兴市振科仪器厂 试管 国药集团化学试剂有限公司 电子天平 余姚市金诺天平仪器有限公司 电导率仪 上海智理科学仪器有限公司 洁净工作台 上海博迅实业有限公司医疗设备厂 电热恒温箱 上海森信实验仪器有限公司 智能光照培养箱 宁波江南仪器厂 电 热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂 722S型分光光度计 上海天普分析仪器有限公司 1.4 实验方法 1.4.1种子千粒重、净度及优良度的测定 采用百粒法测定千粒重 11。从纯净种子中，随机选取 100 粒种子， 3 次重复，计算平均值、标准差及变异系数，得出种子千粒重。然后再从纯净种子中，分别随机选取 100粒种子， 3 次重复，计算净度及优良度。计算公式如下：
