： 1：以玉米农大108为材料，设置不同浓度（0、25%、50%、75%、100%）的富氢水(HRW)处理和一个空白对照组CK，探究HRW在0.9mmol/L AlCl3胁迫下对于玉米幼苗生理生化的影响。实验结果表明：HRW能够有效地缓解铝胁迫对玉米幼苗生物量和净光合速率的抑制作用，其中75%HRW对于提升幼苗的净光合速率效果最佳；同时HRW能够显著提高玉米幼苗耐铝性，在25%HRW，玉米幼苗的抗氧化酶大幅提升。总之，HRW对于玉米地上部的作用体现在缓解铝害对于光合作用的影响；HRW对于玉米地下部的作用主要是增加SOD等酶的活性和含量。
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引言
引言
近年来，随着世界工业化的发展,酸雨已成为世界重大环境问题之一。酸雨的频繁沉降，加速了土壤酸化。据统计全世界大约有40%的可耕地属酸性土壤[1]，约有39.5亿hm2酸性土壤，其中可耕地面积为1.79亿hm2，主要分布在热带、亚热带及温带地区。在中国,酸性土壤的分布遍及14个省区，总面积达2030万hm2，约占全国耕地面积的21%[2]。铝是酸性土壤中限制作物生长的主要因素[3]。铝是土壤中丰度仅次于氧和硅而居第3位的元素，全球土壤中铝元素丰度为7.1%，我国为6.62%。由于受地带性生物气候条件的影响，加之环境污染导致的酸雨问题加重，铝离子毒害已经成为我国南方作物生长主要的限制因子之一，每年导致作物减产20%～80%。
玉米是世界上主要的三大粮食作物之一，在发展中国家，大约800万 hm2玉米生长在酸性土壤上。我国也有占全部播种面积 30% 左右的玉米生长在酸性土壤上，尤其是在我国南部地区[4]。
铝对植物毒害作用最明显的外在特征就是根系和地上部分受阻[5]，铝胁迫下的水稻主根伸长生长受到抑制，地上分蘖少，侧根少，短粗而脆，并且为棕褐色，根尖卷曲，呈鱼钩状，根毛减少，根冠脱落[6]。铝毒对根系生长的影响主要是抑制了根尖细胞的分裂和伸长生长。Samuels等实验表明，被植物吸收的铝离子主要积累在根系中或根尖的细胞液泡中，抑制根的生长[7]。铝毒使与DNA合成有关的酶活性受到了抑制，铝能与细胞核中DNA结合，增加了DNA双螺旋结构的稳定性，阻止了DNA的复制，阻碍了细胞的分裂[8]。铝毒对植物地上部分影响也较为明显，植
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
株变小，叶片卷曲，小而黄，铝毒使水稻叶片中的叶绿素含量下降，总光合速率明显降低[9] 。铝毒严重影响了植物营养成分的吸收与代谢。Al3+与Ca2+、Mg2+竞争土壤胶体交换性结合点，使土壤中缺乏Ca2+、Mg2+；Al3+与Ca2+、Mg2+竞争根表质膜上载体结合点及吸收点，抑制根系对Ca2+、Mg2+的吸收，使根中Al3+发生倒流，根系缺乏Ca2+、Mg2+[10] 。铝毒能破坏膜的结构和功能，影响酶的活性。Hang指出铝毒害的主要原初部位是根细胞的原生质膜[11]。铝易与磷酸基、羟基等极性基团结合，因此可与细胞质膜的脂质及膜蛋白结合，影响了膜的结构和功能。铝处理可使水稻的根尖细胞膜透性增大Ca2+对Al3+的拮抗作用[12]。细胞内的钙是维持细胞的结构和功能的重要元素，铝和钙的相互作用将会影响植物的正常生理活动。 研究发现,氢气不仅不是生理性惰性气体，而且是一种非常理想的抗氧化物质，氢的生物抗氧化作用有非常鲜明的优点。首先氢的还原性比较弱，只与活性强和毒性强的活性氧反应，不与具有重要信号作用的活性氧反应，这是氢选择性抗氧化的基础[13]。关于氢气在细菌、藻类中的代谢机制已经有很多研究报道[1416]。相关研究表明氢气在正常生长状态下的植物中可以被检测到，而在胁迫状态下的植株中会有更多积累[1720]。Cui等研究发现富氢水能增强紫花苜蓿幼苗对汞的耐性。该研究证明富氢水可以显著缓解紫花苜蓿幼苗由于汞胁迫引起的活性氧爆发、生长停顿以及脂质过氧化，同时还发现其显著降低了离子泄漏和汞在植物体中的积累[21]。更多结果表明，富氢水抑制了汞引起的SOD活性升高，并增强了POD和APX活性相关的基因表达，同时提高了包括GSH和ASA在内的抗氧化物的含量及其相关的基因表达，从而缓解了汞对紫花苜蓿幼苗的毒害作用。Chen等也指出富氢水可以通过减少一氧化氮的产生来缓解铝胁迫对紫花苜蓿根伸长的抑制作用。通过研究发现由于铝胁迫或外源NO对苜蓿根伸长的负面影响均可以由50%富氢水缓解。同时富氢水还缓解了铝毒症状，包括促进幼苗生长和降低铝的积累。随后的结果显示使用NO清除剂可以达到与富氢水同样的缓解效果，因此提出富氢水通过减少NO的产生达到缓解铝胁迫对根伸长的抑制的作用[22]。
本实验通过设置单一铝处理组以及25%、50%、75%、100%浓度的HRW(富氢水)+铝处理组（共4个处理）和一个CK(空白对照组)，通过测定玉米地下部根的酶活性和元素含量的变化等，研究HRW对玉米铝胁迫的缓解机制。
1 材料与方法
1．1 实验材料!
（1）本实验所用材料：玉米农大108（Zea Mays L. Nongda NO.108）
（2）Hoagland培养液：硝酸钾506mg/L、硝酸铵80mg/L、磷酸二氢钾136mg/L、 硫酸镁493mg/L、铁盐溶液2.5ml、微量元素液5ml pH=6.0 铁盐溶液：七水硫酸亚铁2.78g/L、乙二胺四乙酸二钠（EDTA.Na）3.73g/L、蒸馏水500ml pH=5.5 微量元素液：碘化钾0.83mg/l、硼酸6.2mg/L、硫酸锰22.3mg/L、硫酸锌8.6mg/L、钼酸钠0.25mg/L、硫酸铜0.025mg/L、氯化钴0.025mg/L。       
（3）铝盐（AlCl3）处理浓度：经预实验所得到的一个合适的浓度值0.9mmol/L。
（4）富氢水（HRW）：机制纯100%HRW与盐处理溶液配成浓度分别为0%，25%，50%，75%,100%的富氢水处理溶液。
1．2 实验方法
1．2．1 材料培养
挑选籽粒饱满均一的农大108种子，75%酒精消毒5分钟，浸种24小时，而后平摊至垫有吸水纸的白色瓷盘中，洒适量水，放入25℃培养箱中催芽。出苗后挑选芽、根长一致的种子，用海绵包裹胚乳放至盛有去离子水的中转箱中的泡沫板上水培。待种子胚乳消耗完时，换1/2Hoagland培养液，三天后换全营养液。水培中转箱放至六楼温室中。待生长至两叶一心时，选取长势均一的植株转入盆钵，三株一盆，移至温室准备进行盐处理。
1．2．2 HRW的处理
等到玉米长到三叶一心的时候，将幼苗分成五个实验组（Al、25%、50%、75%、100%）和一个空白对照组（CK）。五个实验组分别用浓度梯度为0、25%、50%、75%、100%的HRW预处理24h，CK正常添加Hoagland培养液培养。对预处理后的幼苗进行铝盐处理。
1．2．3 铝盐胁迫的处理
对于经HRW预处理过的五个实验组分别加入0.9mmol/L的AlCl3处理，CK正常添加Hoagland培养液培养24h，然后再测定相关指标。
1．2．4 实验数据测定

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