镉胁迫对3个中山杉无性系抗氧化系统的影响开题报告

1. 研究目的与意义

植物作为自然界的主体之一,在对重金属污染的研究中发挥了不可替代的作用.作为食物链中的初级生产者的植物,重金属通过植物的吸收在其根茎叶及籽实中大量积累,不仅严重地影响植物的生长和发育,还可以通过动物的取食进入食物链,严重危及动物和人类的健康.正因为如此,人们对重金属离子污染引起的植物毒害危机及其引发的严重后果予以高度重视,并渴望尽早解决这一问题.重金属离子対植物的毒害贯穿植物的整个生活史和其生命现象的各个过程,因而只有彻底了解和掌握重金属对植物的毒害机理及植物对重金属胁迫产生抗性机制,才可能提出避免植物重金属离子毒害的有效措施,对生产绿色食品治理环境污染和保护生态环境具有重要意义.

中山杉是通过落羽杉属树木种间杂交选育出来的无性系，具有耐水湿、耐盐性强特性，但目前有关中山杉抗重金属胁迫的研究尚少。本选题以落羽杉、中山杉118、中山杉406为材料，通过水培试验，进行重金属镉胁迫研究。以重金属対植物的毒性机理为前提,基于抗氧化系统的活性变化测定,从蛋白质角度,结合新兴的双向电泳及质谱技术等研究重金属镉胁迫诱导植物抗性蛋白的表达,比较不同的中山杉无性系对不同镉浓度胁迫下的响应特性,研究植物是如何通过抗氧化防卫系统清除重金属的毒性,提高细胞对重金属的抗性,以阐明重金属胁迫的抗性机制. 筛选耐镉无性系，并从抗氧化系统初步探讨其耐重金属镉的生理机制，为我国重金属镉污染地区造林树种选择及中山杉耐镉机理的研究提供依据。

2. 国内外研究现状分析

通过查阅文献表明：目前国内外对于重金属以及单独对于镉的研究在与农业作物结合的例子较多，而对于植物在受镉胁迫下，对于植物的无性系抗氧化系统的影响研究较少。

土壤重金属污染是一个全球性问题,我国土壤中cd² 的平均含量为0.097 mgkg^-1。随着世界经济的快速发展，人类不合理使用以及滥用农药、化肥等使土壤污染问题越来越严重。在所有植物非必需重金属元素中，镉最为引人关注。因为镉容易被作物吸收并且能够通过食物链进入人体（hall j l ,2002）。对我国二十多处采矿点、冶炼及工业废水污染点的调查表明，某些地区的农田镉污染现象非常严重，国家土壤污染管制标准规定镉含量达20mg/kg时即可称为镉污染，而在矿区以及重工业污染地去镉含量远高于这一标准的100余倍，有些地区甚至高达数千倍。土壤中cd² 大约56.33%累积在土壤表层（吴燕玉 等，1999）。据调查，全国目前大约16万亩农田遭受镉污染（黄吉厚，2000）。

对于植物在镉胁迫下的各方面影响的研究较多，但单独对于中山杉这一树种的研究较少。随着现代化工业的飞速发展，工业副产物如炼锌，炼铅的矿物工业的含镉废料大量产生，随着含镉废料随着雨水以及地表径流的移动，对于周围生活的人群有这极大的威胁与危害。

3. 研究的基本内容与计划

一、以落羽杉、中山杉118、中山杉406为材料，在水培及控制条件下，通过重金属镉处理，测定其对该三个中山杉无性系的抗氧化系统的影响，比较不同无性系对镉胁迫的响应特性。测定指标包括超氧化物歧化酶、过氧化物酶、mda含量等。每处理及测定重复3次。

(1) 研究中山杉是否在耐镉胁迫方面具有明显成效

(2) 比较落羽杉、中山杉118、中山杉406的耐镉胁迫差异性，选出最耐镉胁迫品种

4. 研究创新点

通过查阅文献表明，目前国内外单独对中山杉进行重金属实验暂无前例，相关研究都是由重金属镉对玉米、水稻等农作物的影响，其中诸如唐慧教授铺地竹对镉的生理响应以及硅的调节作用是相关类型的研究。中山杉具有良好的抗湿、抗盐碱性，对于目前镉污染地区的绿化覆盖以及大面积种植，恢复镉污染地区生态平衡以及保障周围生活人群的安全具有重大意义。据了解，日本农村工学研究所的研究小组称，在受到重金属镉污染的土壤中栽种十字花科植物蔓田芥，能够减少土壤中镉的含量。利用这种方法可以使大范围受到镉的轻度污染的土壤得到净化，这一发现使得低成本、大范围净化被镉污染的土壤成为可能。而这种植物是草本植物，种植范围以及生长条件有很大局限性，而中山杉为乔木，可以从生态、经济、社会等多方面改善工业镉污染地区的环境状况。故此，这一课题对于镉胁迫对三个中山杉无性系渗透调节平衡以及矿质平衡的影响具有相当的创新性。