外源硒对镉胁迫下荷花生理特性的影响开题报告

全文总字数：5873字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究意义：

随着我国工业化进程的加快，人们过度使用农药和肥料，排放大量的废水、废气、废料，使环境中的重金属等有害物质日益增多，进入水体、大气和土壤中^[1]。重金属污染物在水体中长期累积，使水体相应指标数值超标，其中镉（cd）是毒性较大的一类重金属，仅微量的cd元素在水体中就能引发毒性效应^[2]。

已知荷花具有清除cd的能力，可忍耐较高浓度的cd^[3]。硒（se）元素是植物体的有益元素，se可缓解cd对植物幼苗生长的抑制作用，使得保护性酶（超氧化物歧化酶sod、过氧化氢酶cat和过氧化物酶pod）的活性得到改善，缓解植物的氧化胁迫，降低脂质过氧化反应^[4]。但在荷花上尚未见应用硒报道。本研究通过设置不同浓度的硒，研究在镉胁迫下硒是否可缓解镉对荷花幼苗的毒害，以找到荷花上适宜的施用硒的浓度，对于后续将硒用于荷花修复镉污染的水体，增强荷花的耐镉性方面具有重要的现实意义。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

以荷花实生幼苗为试材，研究添加不同浓度的硒的预处理对镉胁迫下荷花生长、受害症状、生理反应等的影响，以验证硒是否缓解镉的毒害，找到在荷花上应用效果最好的硒浓度，揭示硒缓解镉毒害的生理机理，为将外源硒应用于荷花镉污染修复提供科学依据，具有重要的生态应用价值。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

本次试验共设置7个处理，单盆为一个重复，每个处理3个重复。预先将‘微山湖红莲’种子进行催芽处理，待荷花种子地下部生有细根地上部长出2-3片小荷叶后，选取生长势一致的荷花幼苗将其移栽到装有泥土培养盆中养护，每盆4株，缓苗一周后，先将外源硒按设置好的浓度添加到各个处理中，间隔5天添加一次，预处理4周后，用重金属镉毒害荷花苗，观察荷花植株受害情况，待出现受害情况后，进行取样。测量生理指标，记录数据，采用SPSS 21.0软件、 Microsoft Excel 2010对试验数据进行分析处理，采用Duncan’s新复极差法进行处理间差异显著性分析。

技术路线：

实验方案：

1．实验材料

供试材料来自微山县荷都水生花卉基地的莲籽，荷花品种为‘微山湖红莲’，对种子进行催芽处理，待种子地下部生细根，地上部长出2～3片小荷叶后，选取生长势一致的荷花幼苗，移栽到内径40cm、高35cm的无孔聚乙烯塑料盆中，每盆4株荷花幼苗。塑料盆中装入15kg田园泥土，注入去离子水，水位高于土面8cm。上盆后放置在南京农业大学生科楼7楼顶楼塑料大棚内，自然光照条件下养护。每隔48h，用去离子水补齐蒸发散失的水分，始终保持盆内水位高度一致。

2．试验处理

供试Se源为亚硒酸钠（Na₂SeO₃，SIGMA），设6个浓度（0、3、6、12、24、48μmol·L^-1）处理。采用随机区组设计，单盆为一个重复，每个处理3个重复。缓苗一周后，开始添加Se预处理，每隔7d添加1次，Se预处理3周后，开始进行Cd胁迫处理。供试Cd源为硝酸镉（Cd（NO3）₂，SIGMA），Cd的浓度设置为25μmol·L^-1。 3．取样方法

在Cd胁迫处理期间，每天观察荷花植株受害情况，包括植株的生长情况、叶片的失绿情况等。在添加Cd胁迫48h后发现叶片出现受害症状，对荷花幼苗进行取样。将荷花植株先用去离子水洗净表面附着物，用剪刀将叶、叶柄、根剪碎，避开叶脉叶鼻等部位，用天平（0.0001）称量0.2g，装入锡箔纸中，做好标记，将不同处理下的每株荷花幼苗按照叶、叶柄和根分开保存，一部分以鲜样的形式经液氮冷冻取样后放置在-80℃超低温冰箱中保存 ，用于生理指标的测定；另一部分样品于105℃杀青30min，在80℃烘干至恒质量后称干质量，干燥后粉碎，用于Se和Cd含量的测定。4．指标测定及方法

酶液提取:将样品取出于预冷研钵中,分次加入预冷的提取液(0.05mol·L^-1 pH7.8 PBS,含0.2 mmol EDTA)5mL和少量石英砂,冰浴下研磨成匀浆,放入离心管,10000r/min低温(0℃)下离心20min。上清液为所需酶液,低温下保存备用。叶绿素的提取方法采用95%乙醇浸提法。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定。SOD活性测定采用氮蓝四唑法；POD活性测定采用愈创木酚法。谷胱甘肽(GSH)含量测定采用DTNB显色法。植株根、叶、叶柄中镉、硒的含量测定采用ICP-AES全谱直读电感耦合等离子放射光谱法测定。 5．数据统计分析

以上指标均重复测定3次，取平均值，试验数据处理分析采用SPSS 21.0软件, Microsoft Excel 2010进行分析处理，采用Duncan法在0.05水平上进行处理间差异显著性分析。

4. 研究创新点

可行性分析

(1) 本实验室已经建成荷花种植资源圃20亩，收藏保存荷花种质资源1000余份，实验材料有较好的保证。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

2018年4月-9月：对荷花 2018年4月-9月：对荷花种子催芽，对荷花幼苗培养，加入不同浓度的硒预处理并进行镉胁迫，完成实验初步。