锶、铯、铀在七种植物中的积累分布及其对植物光系统Ⅱ活性影响的研究

摘要

随着人们对原子能的利用不断发展，核素污染已经引起世界各国的广泛关注。光合作用是植物生长、发育过程中最重要的一个生理过程，它对环境的变化非常敏感。研究核素对植物光系统Ⅱ的影响，能够为植物修复技术治理放射性污染提供理论依据和技术支持，推动植物修复技术的发展。本文以白菜（BeassicapekinesisR.）、白萝卜（RaphanussativusL.）、蚕豆(ViciafabaL.)、上海青（BrassicachinensisL.）、豌豆（PisumsativumL.）、小麦（PisumsativumL.）和油菜（BrassicanapusL.）为材料，分别采用不同浓度的锶(0、0.1、0.5、1、5mmol·L-1)、铯(0、0.1、0.5、1、5mmol·L-1)、铀(0、5、20、50、100mg·L-1)在水培条件下对七种植物五叶期的幼苗处理7d，分析各植物对Sr、Cs、U的吸收积累情况，并通过快速叶绿素荧光诱导动力学OJIP曲线，分析Sr、Cs、U对植物叶片光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ，PSⅡ)活性的影响。结果表明:
　　(1)不同植物对Sr、Cs、U的富集能力不同，同种植物不同部位对Sr、Cs、U的富集能力也不同。各供试植物对Sr、Cs、U的富集系数均随处理浓度的增加而减小。Sr的主要富集器官为地上部分，而Cs和U的主要富集器官为根部。
　　(2)将各供试植物按科属分类后比较其富集能力，发现Sr的富集能力排序为:十字花科＞豆科＞禾本科，而各植物对Cs和U的富集能力差异与植物的科属差异无关。
　　(3)Sr、Cs、U对植物叶绿素含量的影响主要为低浓度促进高浓度抑制。
　　(4)快速叶绿素荧光动力学曲线能反映植物受Sr、Cs、U处理时的生理状态，其中PSⅡ反应中心各参数（ABS/RC、TRo/RC、DIo/RC和ETo/RC）、PSⅡ性能指数(PIABs)、PSⅡ潜在光化学活力(Fv/Fo)及放氧复合体受伤害程度的特殊标记(Wk)对Sr、Cs、U的反应更敏感，可以作为植物对核素耐性评价的敏感指标。
　　(5)Sr、Cs、U处理对各供试植物叶片PSⅡ的供体侧、受体侧及反应中心都造成了不同程度的伤害，但同种胁迫处理对不同植物PSⅡ伤害的“靶位点”不同，且这种“靶位点”与植物的科属之间未表现出直接的相关性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 环境中Sr、Cs、U的来源与危害

1．2 植物对核素的吸收、积累研究进展

1．3 叶绿素荧光动力学的原理及应用

1．3．1 快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的意义

1．3．2 快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的应用

1．4 本研究的目的和意义

1．5 本研究的主要内容和技术路线

1．5．1 供试材料

1．5．2 主要研究内容

1．5．3 主要技术路线

2 植物对Sr的富集能力及其对植物叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 供试植物品种及育苗方式

2．1．2 供试植物处理方法

2．1．3 Sr含量的测定

2．1．4 光合色素的测定

2．1．5 快速叶绿素荧光动力学曲线

2．1．6 JIP-test分析

2．1．7 数据处理

2．2 结果与分析

2．2．1 供试植物体内Sr的富集情况

2．2．2 核素Sr对供试植物叶片色素的影响

2．2．3 Sr对白菜叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．2．4 Sr对白萝卜叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．2．5 Sr对蚕豆叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．2．6 Sr对上海青叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．2．7 Sr对豌豆叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．2．8 Sr对小麦叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．2．9 Sr对油菜叶片光系统Ⅱ活性的影响

2．3 讨论与小结

3 植物对Cs的富集能力及其对植物叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 供试植物品种及育苗方式

3．1．2 供试植物处理方法

3．1．3 Cs含量的测定

3．1．4 光合色素的测定

3．1．5 快速叶绿素荧光动力学曲线

3．1．6 JIP-test分析

3．2 结果与分析

3．2．1 供试植物体内Cs的含量及富集特征

3．2．2 Cs对供试植物叶片色素的影响

3．2．3 Cs对白菜叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．2．4 Cs对白萝卜叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．2．5 Cs对蚕豆叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．2．6 Cs对上海青叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．2．7 Cs对豌豆叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．2．8 Cs对小麦叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．2．9 Cs对油菜叶片光系统Ⅱ活性的影响

3．3 讨论与小结

4 植物对U的富集能力及其对植物叶片光系统Ⅱ活性的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 供试植物品种及育苗方式

4．1．2 供试植物处理方法

4．1．3 U含量的测定

4．1．4 光合色素的测定

4．1．5 快速叶绿素荧光动力学曲线

4．1．6 JIP-test分析

4．2 结果与分析

4．2．1 供试植物体内U的含量及富集特征

4．2．2 U对供试植物叶片色素的影响

4．2．3 U对白菜叶片光系统Ⅱ活性的影响

4．2．4 U对白萝卜叶片光系统Ⅱ活性的影响

4．2．5 U对蚕豆叶片光系统Ⅱ活性的影响

4．2．6 U对上海青叶片光系统Ⅱ活性的影响

4．2．7 U对豌豆叶片光系统Ⅱ活性的影响

4．2．8 U对小麦叶片光系统Ⅱ活性的影响

4．2．9 U对油菜光系统Ⅱ活性的影响

4．3 讨论与小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果