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通过水培的方式研究了不同浓度V、Cr复合胁迫对小麦幼苗的生长及生理指标(叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性(CMP)、根系活力)的影响;通过盆栽方式,利用差速离心法和化学试剂连续提取法研究了不同浓度的V在小麦幼苗期和拔节期的积累、亚细胞分布和化学形态。探讨了V对小麦生理特性的影响,以及V在小麦中的积累和化学形态,获得主要结果是:
(1)随着V、Cr单一及复合胁迫浓度的升高,小麦幼苗株高、叶绿素含量均出现先增加后下降的变化趋势,丙二醛(MDA)含量逐渐上升;小麦幼苗细胞膜透性(CMP)随着V、Cr单一胁迫浓度的升高而增大,根系活力则明显下降,小麦幼苗过氧化物酶活性(POD)活性随着胁迫浓度的升高而增加,过氧化氢酶活性(CAT)活性则先升高再降低;V、Cr复合胁迫下,小麦幼苗丙二醛(MDA)含量显著高于单一胁迫,细胞膜透性(CMP)先下降后上升,但始终高于对照,根系活力呈先升高后下降趋势。研究表明在低浓度范围,V、Cr能促进小麦的生长,复合胁迫一定程度上可以缓解单一金属对小麦的毒害;在高浓度范围两种金属复合胁迫对小麦幼苗的毒害作用比单一金属更为严重。
(2)小麦幼苗期和拔节期对不同浓度V的积累主要集中在根部,随着胁迫浓度的增加,小麦根中V含量比地上部分显著升高,最高时分别达58.98μg·g-1和71.65μg·g-1,分别为茎叶的692.70%和1635.87%;与小麦幼苗期相比,小麦拔节期根和茎叶中的V含量均升高,但根中的V含量升高更显著。可见随着胁迫时间的增加,小麦将吸收的V主要积累在根部以阻止大量的V向地上部分运输。
(3)V在小麦亚细胞组分中的分布试验结果表明,亚细胞结合V的主要位点是细胞壁和细胞质内可溶组分,而叶绿体和线粒体中含量很少。随着V胁迫浓度的升高和时间的加长,细胞壁组分含量占总V含量的比例下降,可溶组分含量比例上升,说明细胞壁是小麦细胞结合V的第一位点,当细胞壁上结合位点饱和或过量金属造成细胞壁损伤后,进入细胞的V主要被可溶组分结合。
(4)对V在小麦中的化学形态分析发现,随着V胁迫浓度的增加和胁迫时间的增长,小麦中V的化学形态主要向HCl态和水溶态转化。可见,随着钒胁迫浓度的增加和胁迫时间的增长,小麦中的V的化学形态主要以盐酸态,水溶态等活性较低的化学态存在,这应该是小麦对V胁迫抗性作用的表现。