【摘要】：以我國傳統(tǒng)的藥用植物黃芪(Astragalus Membranaceus(Fisch.)Bunge)的幼苗為材料,在水培條件下分別研究了不同濃度鎘(Cadmium,Cd)和硒(Selenium,Se)處理對生長發(fā)育指標(biāo)、礦質(zhì)元素吸收轉(zhuǎn)運以及標(biāo)志性次生代謝產(chǎn)物合成的影響,探討了黃芪幼苗對Cd和Se處理的響應(yīng)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,我們研究了添加外源Se對黃芪幼苗Cd脅迫的緩解效果,并進一步分析了 Cd脅迫緩解過程中幼苗礦質(zhì)元素吸收分布特征、抗氧化系統(tǒng)以及次生代謝產(chǎn)物的變化情況,淺析了 Se緩解黃芪幼苗Cd脅迫的生理機制,以期為利用外源Se減輕藥用植物Cd毒害提供理論依據(jù)。本文主要結(jié)果和結(jié)論如下:25-200 μmol L-1 Cd處理7 d顯著抑制了黃芪幼苗根系和地上部的生長并引起了植株MDA含量的顯著升高以及新生葉片光合色素含量的降低。植株中吸收的Cd主要積累在黃芪幼苗根系,而運輸?shù)降厣喜康腃d積累規(guī)律為頂端中部基部。Cd處理降低了植株對多種礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收和轉(zhuǎn)運。此外,根系中4種異黃酮物質(zhì)的含量在Cd處理下明顯升高,黃芪皂苷I-IV的含量則被Cd處理所降低。與對Cd處理的響應(yīng)相近,10-320μmol L-1 Se處理7 d也明顯抑制了黃芪幼苗生物量生長,提高了植株MDA的含量并降低了葉片葉綠素的含量。與Cd處理不同的是高濃度Se處理不僅降低了新葉中葉綠素的含量,還降低了老葉中葉綠素的含量。亞硒酸鹽也主要通過被動運輸進入黃芪根系和地上部,并且向地上部運輸?shù)谋壤^低。Se處理也引起了黃芪幼苗根系和地上部多種礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量的變化,造成了營養(yǎng)元素分布的不均衡。Se處理誘導(dǎo)了黃芪根系異黃酮類化合物積累的增加。此外,低濃度Se抑制了黃芪皂苷I-IV的積累,而高濃度Se促進了黃芪皂苷I和IV的積累。添加低濃度Se顯著增加了 50 μmol L-1 Cd脅迫下黃芪幼苗的生物量生長,降低了植株MDA含量,同時還提高了葉片葉綠素含量以及根尖細(xì)胞的活力。通過研究發(fā)現(xiàn),在黃芪幼苗中Se與Cd的吸收存在明顯的拮抗作用,Se的添加大幅度降低了植株地上部和根系Cd的含量,并且在一定程度上消除了 Cd脅迫對黃芪幼苗礦質(zhì)營養(yǎng)元素吸收和分布造成的影響。此外,Se的添加并未能通過提高黃芪幼苗根系和地上部抗氧化酶的活性來減輕Cd處理造成的氧化脅迫,Se添加后植株H2O2和02·-含量的降低可能主要是由Cd吸收減少引起的。添加Se顯著促進了 Cd脅迫下黃芪根系毛蕊異黃酮而非黃芪皂苷積累的增加,似乎說明異黃酮在Se緩解Cd脅迫中也發(fā)揮了積極作用。綜上所述,Cd、Se單獨處理引起了黃芪幼苗相似的脅迫反應(yīng),如生物量生長受抑制、膜脂過氧化程度增高、葉綠素含量下降、礦質(zhì)營養(yǎng)元素吸收和轉(zhuǎn)運受到干擾等。在面對Cd或Se脅迫時,黃芪幼苗也通過調(diào)控元素分布區(qū)域化、提高異黃酮類物質(zhì)合成等途徑積極面對脅迫,提高對脅迫的耐性。低濃度Se可以有效緩解黃芪幼苗Cd脅迫,主要生理機制包括降低Cd吸收和轉(zhuǎn)運、改善礦質(zhì)營養(yǎng)元素吸收轉(zhuǎn)運以及促進異黃酮合成。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S567.239;X503.231
【圖文】：

ｐｍ＆２邋ｉ邋０逡逑Ｐａｒｌ，0ｅ0ｔ逡逑圖２－４不同濃度的Ｃｄ處理７天對黃芪幼苗微量元素吸收和轉(zhuǎn)運的影響（部位１邋－邋４依次為根系、地逡逑上部頂端、地上部中部和地上部基部）逡逑Ｆｉｇ．邋２－４邋ＥｆＦｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋Ｃｄ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ邋ｆｏｒ邋７邋ｄａｙｓ邋ｏｎ邋ｍｉｃｒｏ邋ｅｌｅｍｅｎｔｓ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ａｎｄ逡逑ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋Ａ．邋ｍｅｍｂｒａｎａｃｅｕｓ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ邋（ｐａｒｔ邋１邋—邋４邋ａｒｅ邋ｒｏｏｔ，邋ｕｐｐｅｒ邋ｓｈｏｏｔ，邋ｍｉｄｄｌｅ邋ｓｈｏｏｔ邋ａｎｄ邋ｂａｓａｌ邋ｓｈｏｏｔ）逡逑２．２．４邋Ｃｄ處理對黃芪幼苗次生代謝的影響逡逑異黃酮和黃芪皂苷是黃芪藥材中最主要的兩類藥用成分，也是黃芪中主要的次生代逡逑謝物質(zhì)，黃芪幼苗根系中這兩類物質(zhì)的含量在２５邋－２００邋ｔｉｍｏｌ邋Ｉ；１邋Ｃｄ處理下發(fā)生了明顯變逡逑化（圖２－５）。２５邋ｎｍｏｌ邋ｄＣｄ處理７天后，根系中毛蕊異黃酮、毛蕊異黃酮苷和刺芒柄逡逑花苷的含量均明顯高于對照。當(dāng)Ｃｄ處理濃度升高至５０邋ｐｍｏｌｌ；１時，所有異黃酮成分的逡逑含量均達(dá)到最高值，隨著Ｃｄ濃度的進一步升高，異黃酮含量出現(xiàn)了較為明顯的下降趨逡逑勢。此外，在４種異黃酮成分中，毛蕊異黃酮受Ｃｄ處理的影響最大，其含量在５０邋ｐｍｏｌ逡逑Ｉ；１邋Ｃｄ處理下比對照升高了邋６．２倍。與異黃酮成分在Ｃｄ處理下的反應(yīng)不同

逡逑＇ｖ邋ｒ－Ｔ＇＾ｖｏ邋，逡逑必邐。／逡逑圖３－４不同濃度Ｓｅ處理７天對黃芪幼苗微量元素吸收和轉(zhuǎn)運的影響（部位１－４依次為根系、地上逡逑部頂端、地上部中部和地上部基部）逡逑Ｆｉｇ．邋３－４邋Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋Ｓｅ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ邋ｆｏｒ邋７邋ｄａｙｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｔｒａｎｓｐｏｒｔ邋ｏｆ逡逑ｍｉｎｏｒ邋ｅｌｅｍｅｎｔｓ邋ｉｎ邋Ａ．邋ｍｅｍｂｒａｎａｃｅｕｓ邋ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ邋（ｐａｒｔ邋１邋—邋４邋ａｒｅ邋ｒｏｏｔ，邋ｕｐｐｅｒ邋ｓｈｏｏｔ，邋ｍｉｄｄｌｅ邋ｓｈｏｏｔ邋ａｎｄ邋ｂａｓａｌ逡逑ｓｈｏｏｔ）逡逑３．２．４邋Ｓｅ處理對黃芪幼苗次生代謝的影響逡逑與對照相比，１０邋ｐｍｏｌ邋Ｌ＾Ｓｅ處理引起了黃芪根部毛蕊異黃酮及其糖苷含量的顯著升逡逑高，升高幅度分別為５８１％和３１７％。隨著處理濃度的升高，根系中毛蕊異黃酮及其糖逡逑苷的含量也進一步升高，當(dāng)處理濃度達(dá)到１６０邋ＨｍｏｌＵ１時，兩種物質(zhì)的含量分別為對照逡逑的１１．７和１３．９倍。同時我們還發(fā)現(xiàn)，較低濃度的Ｓｅ處理毛蕊異黃酮積累的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大逡逑于其糖苷。（圖３－５邋ａ、ｂ）。逡逑與異黃酮對Ｓｅ處理的反應(yīng)有所不同，１０邋ｐｍｏｌ邋Ｉ／１邋Ｓｅ處理沒有改變黃芪根系中黃芪逡逑皂苷Ｉ－ＩＶ的含量（圖３－５ｃ、ｄ）。ＡＯｐｍｏｌｌ／邋Ｓｅ處理下，黃芪皂苷Ｉ的含量出現(xiàn)了明顯逡逑降低。當(dāng)Ｓｅ處理濃度達(dá)到１６０邋ｐｍｏｌ邋Ｉ／１時

４．２結(jié)果與分析逡逑４．２．１不同濃度的Ｓｅ對Ｃｄ脅迫下黃芪幼苗生長的影響逡逑Ｃｄ處理下，低濃度Ｓｅ的添加明顯減輕了邋Ｃｄ對黃芪幼苗生長的抑制作用（圖４－１逡逑ａ、ｂ、ｃ邋）。與單Ｃｄ處理相比，添加１０邋ｊａｍｏｌ邋Ｌ＿１邋Ｓｅ能夠顯著增加黃苗幼苗根系及地上逡逑部的伸長生長量、鮮重和干重。隨著Ｓｅ添加濃度的升高，這種增加效果逐漸減弱，當(dāng)逡逑Ｓｅ濃度為１６０邋（ｉｍｏｌＵ１時，黃芪幼苗的鮮重以及地上部干重甚至明顯低于單Ｃｄ處理。逡逑此外，我們還發(fā)現(xiàn)，低濃度Ｓｅ的添加顯著降低了單Ｃｄ處理下黃芪幼苗根系和地上逡逑部ＭＤＡ的含量（圖４－１邋ｅ）。添加１０邋ｐｍｏｌ邋ｔＳｅ后，地上部和根系中的ＭＤＡ含量分別逡逑比單Ｃｄ處理下降３７％和５２％。與生物量指標(biāo)的結(jié)果相符，隨著添加Ｓｅ濃度的升高，逡逑根系和地上部ＭＤＡ含量出現(xiàn)了明顯增加，說明高濃度Ｓｅ對Ｃｄ脅迫的緩解效果要低逡逑于低濃度Ｓｅ。同時

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2774209