双酚A和镉对大豆幼苗根系生长与氮素营养的影响

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双酚A(BPA)是一种典型的环境内分泌干扰物,广泛存在于环境当中,对动物和人类产生健康危害。土壤镉(Cd2+)污染是当代环境问题之一。本文采用模拟BPA和Cd2+污染研究的方法,以大豆幼苗为实验材料,应用WINRHIZO根系分析系统、氨基酸自动分析仪等其它生理测定技术,系统地研究了BPA和Cd2+对大豆(Glycine max)幼苗根系生长、硝酸盐同化,以及氨同化的影响,为阐述BPA和Cd2+对大豆幼苗根系生长影响机制提供宏观的生理生态学依据,为科学评价BPA和Cd2+对作物生产的复合影响及食品安全潜在的影响提供数据参考及理论依据。主要研究内容与结果如下:(1)胁迫期内,与对照(CK)相比,低剂量(1.5mg/L) BPA和(0.2mg/L) Cd2+对大豆幼苗根长、根表面积、根体积、根干重、根鲜重和根系活力具有促进作用;在高剂量情况下,BPA和Cd2+单一及复合处理使大豆幼苗上述指标显著下降。恢复期内高剂量BPA和Cd2+处理组上述指标恢复不明显。(2)在低剂量情况下,与对照(CK)相比,除了单一1.5mg/L BPA处理组铵态氮含量降低以外,1.5mg/L BPA和0.2mg/LCd2+单一及复合处理组硝态氮含量(NO3--N)、硝酸还原酶(NR)活性、亚硝酸还原酶(NiR)活性和铵态氮(NH4+-N)含量升高;高剂量情况下,除了单一17.2mg/L BPA处理组硝态氮含量继续升高外,BPA和Cd2+单一及复合处理能够显著降低根系硝态氮含量、NR活性和NiR活性,导致根系铵态氮积累。随BPA和Cd2+剂量的提高和处理时间的延长根系中铵态氮含量而先升后降。(3)在低剂量情况下,与对照(CK)相比,1.5mg/L BPA和0.2mg/L Cd2+处理下谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性升高;高剂量情况下,BPA和Cd2+会导致GS活性和GOGAT活性显著下降,GS/GOGAT循环受阻,而GDH活性则随处理剂量提高和处理时间延长而先升后降。(4)在低剂量情况下,与对照(CK)相比,1.5mg/L BPA和0.2mg/L Cd2+可以诱导蛋白质的合成,促进植物生长;高剂量BPA和Cd2+使根系游离氨基酸含量增加,表明根系内蛋白质降解,蛋白质含量降低。同时高剂量复合处理组脯氨酸含量升高,表明植物可能通过提高游离脯氨酸含量,缓解高剂量铵态氮积累对其造成的伤害。
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