: Cd是非植物生长发育过程中的必需元素，具有可溶性和可移动性，易被植物所吸收，干扰植物的生理活动，导致植物产生毒害症状。Fe、Mn、Zn是植物的生长发育过程不可缺少的营养元素，其化学性致与Cd相似，植物对Cd与Fe、Mn、Zn的吸收存在相互作用关系，或为协同、或为拮抗。本次实验，材料为SL和Cd20两种绿豆品种，分别进行单独Cd处理、缺Fe、Mn、Zn和高Fe、Mn、Zn与Cd共处理，记录SL和Cd20根茎叶的二价金属离子含量积累、主根伸长率、Cd2+在根尖的流速，实验结果表明，在Cd处理后，根部是Cd的主要积累部位，且SL根部Cd含量显著高于Cd20根部Cd含量，SL和Cd20根部的Fe、Mn积累含量显著下降，Zn含量在SL和Cd20根际中分别明显增加和降低。对比单独Cd处理，在高Fe、Zn、Mn与Cd共处理时，SL和Cd20根尖对Cd2+的吸收速率显著降低，SL和Cd20根部的Cd含量显著下降同时SL和Cd20主根的伸长率显著上升。综上所述Fe、Mn、Zn营养对SL和Cd20 Cd耐性和Cd积累存在一定程度的影响，这种影响在SL和Cd20存在种间差异。
目录
摘要................................................................1
关键词..............................................................1
Abstract............................................................1
Keywords............................................................1
引言 1
文献综述 ...........................................................3
方案论证............................................................5
1 材料与方法 5
1.1 实验材料与仪器 5
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1.1.1 植物材料 5
1.1.2 化学试剂 5
1.1.3 实验仪器 .5
1.2 植物材料的培养 ..5
1.3 实验材料的处理 ..6
1.4植株体内金属元素的测量 ..6
1.4.1非损伤微测技术检测绿豆幼苗根系Cd流速 ..6
1.4.2绿豆体内金属元素测量： ..6
2.结果与分析 ....6
2.1不同水平Fe、Zn、Mn处理对Cd胁迫下主根相对伸长率的影响: .6
2.2 Fe、Mn、Zn对Cd含量的影响 7
2.3不同水平Fe、Zn、Mn与Cd共处理下对Cd胁迫下的吸收速率的影响 7
2.4 Cd处理对根Cu、Zn、Fe、Mn含量的影响 8
2.5 不同水平Fe、Zn、Mn与Cd共处理对植物体对Fe、Zn、Mn吸收的影响 8
3 讨论 10
3.1 SL和Cd20耐镉的差异性 10
3.2 Cd对植物吸收Fe、Zn、Mn的影响 10
3.3 不同水平Fe、Zn、Mn对绿豆吸收Cd的影响 10
3.4不同水平Fe、Zn、Mn与Cd共处理对植物体对Fe、Zn、Mn吸收的影响 10
3.5 下一步工作设想 11
致谢 11
参考文献 11
/ 铁、锰、锌营养对两个品种绿豆镉耐性和累积的影响
引言
引言
一、选题背景
重金属Cd元素具有毒性。Cd在水体中主要来源于冶炼有色金属、生产玻璃、排放油漆颜料废液以及纺织印染废液、化工厂污水等[1]。根据2014年《全国土壤污染状况调查公报》的报告显示，中国可耕作土壤质量不容乐观，一些地区污染比较严重，来自重金属Cd 污染超标率高达7%，排在为各大重金属污染物第一，为农业用地和未开发土地的重要污染物之一[2]。在上世纪 80 年代，中国农用土壤的 Cd 污染面积为9333 hm2，在2003 年，我国农用土地的 Cd 污染面积为 1.33×104 hm2。当前，中国 Cd 污染的土地面积达到了2×105 hm2，约占中国的总耕地面积的 1/6左右[3]。
Cd是毒性较强的重金属污染物之一，非植物必需元素，由于具有可溶性和转移性非常容易被植物吸收[4]。Cd能影响植物的生理代谢过程，致使植物产生大量毒害症状，植株一般表现为生长发育迟缓、叶部褪色变黄、根的结构造成损害等，严重时可致使植株死亡。Cd能通过生物链被人体吸收，随着时间变化， Cd 会在人体内长期的积累，因此，长期处于哪怕是低量的 Cd 环境中也会影响人身体，对健康造成严重的威胁[5]。Cd 能够导致脾脏、肺部及肝脏的损伤、引起骨头软骨化及易骨折的发生，当Cd含量超过一定限度，器官可能会衰竭，严重时导致人体死亡。Cd污染发展为一个严峻的生态学问题，Cd是铅锌矿的开采产物，Cd污染严重影响农业和环境。在非生物胁迫中，重金属污染正在成为一个危害人类和土壤的全球化环境问题。
Cd是非植物生长的必需营养元素。Cd在土壤中大多以Cd2+或者镉的螯合物形式存在，被吸收进入植物根细胞，在质外体累积，细胞壁中是主要场所[6]。少量Cd跨膜运入细胞质中，Cd通过跨膜运输进入细胞质主要载体为ZIP家族的转运蛋白[7]。在浓度较高Cd的环境中，会导致植物的叶、茎变黄，叶片衰老，且植物的根、茎、叶的生物量指标与Cd浓度成负相关。Cd能够给植株带来毒害机制是多种层次的，Cd会影响土壤中的活性物质或者改变土壤中微生物菌落的数量而影响植物对土壤中的营养物质的摄取，例如Cd能影响植物对Fe、Zn、Mn和水的吸收及运输 [8]。Cd能影响植物的生理功能，比如光合作用、气孔开度、蒸腾作用[9]，这会致使植物体内生成活性氧自由基，当活性氧自由基达到一定浓度时，会导致蛋白质、核酸变性，从而使细胞结构被破坏[10]。
营养元素Zn、Fe、Mn是植物生长发育必需的金属元素，研究Cd及Zn、Fe、Mn的交叉互作，可以了解Cd与Zn、Fe、Mn之间的生理作用机制。目前，来自全球很多国家都在面临Cd污染的威胁，如中国、印度、马来西亚、泰国、日本、澳大利亚等。国内外在水稻等主要农作物Cd积累特征及相关研究方面的报道较多，研究方向为如何降低Cd的毒害，但是对于绿豆品种特征及其耐Cd机理相关的文献较少，同时对于吸收矿物元素与Cd之间互作效应有许多的争议。在Cd与其它金属元素同时存在时，在植物体内的其互作效应机制，及其器官分布仍然是一个有待解决的问题。
二、文献综述
镉是一种非植物所必需金属元素,却跻身于毒性最强的元素之一。Cd与植物必需矿物营养元素之间存在着交叉行为,互相干扰着对方的功能正常作用。Cd毒胁迫可直接干扰动植物和人体对必需矿物元素的吸收,同时如果补充矿物营养元素能缓解Cd带来的毒胁迫。但是, 不同元素之间的本质和功用不通 , 所以在不同元素与Cd之间的相互作用存在着差异行为。Cd与营养元素的交叉作用一定程度上可以用来探究生物Cd毒害的缓解提供科学依据，目前的研究显示，Cd 能通过 Zn、Mn 或 Fe 的运输载体通道进入细胞[11]。Fe、Zn、Cu、Mn等是植物生长发育所必需营养元素，Cd与其它二价过渡金属元素存在相似的化学性质。植物能通过附着在细胞膜系统的转运蛋白来对金属元素进行吸收和分配，在转运金属元素的同时，也会把Cd运载至胞内[12]。Cd能够降低水茄和龙葵对 Fe、Zn和Cu的积累，也能够降低水稻对Mn的积累[13,14]。以下为Cd与Fe、Zn、Mn互作关系的具体介绍。

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