第 1 章 緒論

由于 Cd 的半衰期較長，能夠較長時間的累計在人體內(nèi)，難以自然排出體外[24]，人體內(nèi)累積的 Cd 會影響鈣的正常代謝，易使人出現(xiàn)骨軟化病和骨質(zhì)疏松的癥狀[25]。王淑英等[26]經(jīng)過對沈陽市的張士污灌區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其擁有長達 30 年的污灌歷史，當?shù)鼐用耖L期食用鎘含量超標的大米，而導(dǎo)致尿中的 Cd 含量升高，風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、潰瘍病、腎炎等疾病的平均死亡率皆高于對照組，癌癥的平均死亡率也逐年增加。早在 1955~1927 年間日本就曾發(fā)生過歷史上著名的“痛骨病”事件，導(dǎo)致痛骨病發(fā)生的主要原因是，地居民長期食用和飲用被 Cd 污染了的農(nóng)作物和水源造成的。不僅如此，Cd 使相關(guān)酶的含量降低，從而嚴重影響機體的生殖功能[27]。Pb 對人體的影響十分嚴重，當兒童體內(nèi)的 Pb 含量超標時，會嚴重影響其智力發(fā)育和生長發(fā)育。就算是成年人體內(nèi)有極少量的 Pb 存在時，也會對人體的健康造成損害，即使與 Pb 污染的環(huán)境進行隔離，經(jīng)過治療使體內(nèi)的血鉛含量顯著下降，也無法修復(fù)受損的組織和器官，Pb 對人體的傷害將是永久行的、無法修復(fù)的[28]。
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第 2 章 辣椒與玉米間作對重金屬 Cd、Pb 吸收的影響

2.1 材料與方法

植物各部位的重金屬含量的提取采用微波消解法：首先將天平預(yù)熱 20 min，稱取植物樣品 0.2 g 放入已用硝酸侵泡過的消解管內(nèi)，進行編號。然后向消解管內(nèi)加入硝酸（6 mL）和過氧化氫（2 mL），其比例為 3:1。放入消解儀內(nèi)消解約，待溫度降到 60 ℃，取出消解罐。最后將消解罐放入趕酸儀進行趕酸，直至變粘稠，將消解罐取下，冷卻后，加入 0.25 mLHNO3使粘稠物溶解，然后轉(zhuǎn)至 25 mL 比色管中，定容至 25 mL。

2.2 結(jié)果與分析

圖 2.2 顯示了土壤中不同濃度重金屬 Cd 在間作、非間作辣椒根、莖、葉、果實中的積累。由圖 2.2-a）可知，土壤中重金屬 Cd 的濃度 0.49 mg•kg-1，間作和非間作處理沒有差別，辣椒根、葉中 Cd 含量高，間作與非間作辣椒根分別超過了土壤中 Cd 含量的 20.41 %、22.45 %，間作與非間作辣椒葉中 Cd 含量分別超過土壤中 Cd 含量的 16.33 %、20.41 %，并且間作辣椒根、葉中 Cd 的含量略低于非間作，但間作后未能使辣椒的根、葉與非間作之間的差異達到顯著性。辣椒莖中重金屬Cd 含量最低，間作與非間作辣椒中 Cd 的含量分別低于土壤中 Cd 含量的 30.61 %、20.41 %。辣椒果實中的 Cd 含量略高于其莖中的含量，間作和非間作低于土壤中Cd 含量的 16.33 %、14.29 %。

第 3 章 間作對重金屬脅迫下辣椒的生長與光合特性的影響..........21

3.1 材料與方法...........21
3.2 結(jié)果與分析.............23
3.3 討論...............34
3.4 小結(jié).......................35
第 4 章 間作對重金屬脅迫下辣椒土壤酶活性的影響........................37
4.1 材料與方法........37
4.2 結(jié)果與分析.....................39
4.3 討論.........41
4.4 小結(jié).......................................42
第 5 章 重金屬 Cd 影響下間作辣椒土壤細菌群落結(jié)構(gòu)............43
5.1 材料與方法...........43
5.2 結(jié)果與分析.....46
5.3 討論................51
5.4 小結(jié).......... 52

第 5 章 重金屬 Cd 影響下間作辣椒土壤細菌群落結(jié)構(gòu)

5.1 材料與方法

通過對 Cd 影響下間作辣椒根際土壤中的細菌群落結(jié)構(gòu)進行研究，我們發(fā)現(xiàn)，重金屬 Cd、間作對土壤環(huán)境的影響，土壤中的微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。在本實驗中，我們采用了 PCR-DGGE 的方法進行研究。但沒有得到含較多清晰條帶的圖譜，這種情況可能與本實驗采用的方法有關(guān)。本實驗在 PCR 擴增上采用的是一步擴增方法，而很多研究采用的是二步擴增方法[120，121]，獲得了清晰的DGGE 圖譜。本實驗卻不能獲得含較多清晰條帶的圖譜，這其中與實驗方法可能有關(guān)，也可能與樣品中細菌多樣性覆蓋率較低有關(guān)，，鄭春雨[122]采用 PCR 二步擴增方法，但是也沒能夠獲得含較多清晰條帶的圖譜。

5.2 結(jié)果與分析

圖 5.3 中 10 個處理分別為 Cd 影響下間作與非間作（對照）辣椒根際土壤總DNA 細菌 PCR 產(chǎn)物的 DGGE 圖譜。每個處理中能夠清晰辨別的條帶數(shù)有 6~8 條。各個處理差異不明顯。由于本實驗只進行了一步 PCR 擴增，導(dǎo)致 DGGE 條帶比較少。另外，DGGE圖譜分析法也不能很好的比較各個處理中細菌群落組成與多樣性特點，因此我們委托生工生物工程（上海）股份有限公司對部分處理進行了宏基因組 16sDNA 測序。（1）Cd 影響下間作與非間作辣椒處理的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計由表 5.1 可以看出，間作的序列讀長多。原始的讀長（Rav-num）：CKA4 為21679，TA4 為 25320；CKA0 為 18898，TA0 為 21487。QC 之后的讀長（Clean-num）為 CKA4 為 21673，TA4 為 25311；CKA0 為 18894，TA0 為 21480。原始序列的平均長度為 453.2 ~ 455.4，QC 之后序列的平均長度為 414.8 ~ 417.1，序列的平均長度差別不大。

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第 6 章 結(jié)論與展望

本文通過根箱實驗，研究在不同濃度的重金屬 Cd、Pb 脅迫下，單作、間作辣椒對重金屬積累的差異，探討間作對辣椒重金屬吸收、作物生長與光合特征、土壤酶活性與土壤微生物種群結(jié)構(gòu)等的影響。本研究主要得出以下結(jié)論：（1）在重金屬 Cd（0.5~16 mg•kg-1）、Pb（50~1600 mg•kg-1）脅迫下，辣椒根部對重金屬的積累量大于莖、葉、果實。與玉米間作后，辣椒各部位 Cd、Pb 的濃度均低于非間作。間作辣椒土壤中可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)的生物可利用性最高，非間作辣椒土壤中其含量略低，但差異不顯著。（2）在重金屬 Cd、Pb 脅迫下辣椒的株高、莖粗、葉片數(shù)等生長指標下降；根重、莖重、葉重、單果重、單株產(chǎn)量等生物量降低；葉綠素 a、葉綠素 b 以及葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間 CO2濃度、蒸騰速率等光合指標受到抑制，其抑制程度隨著 Cd、Pb 濃度的升高而加強。與玉米間作后，重金屬 Cd、Pb 對辣椒各項指標的抑制程度，都得到了緩解，但與同濃度的非間作處理比較，均未達到顯著水平。

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參考文獻（略）

本文編號：62438