检索历史 清除

摘要近年来，随着社会经济的快速发展，能源消耗量、污染物排放量持续增长，环境压力逐年扩大，其中以冶炼、发电和燃煤等固定排放源所排放的SO2排放量增加明显，大气PM2.5和降雨酸度已成为人们关注的环境问题。中国酸雨区已成为继欧洲和北美之后的世界三大酸雨区之一。中国酸雨污染形势严峻，迫切需要科学有效的酸雨污染控制对策和措施。为了提高植物抵抗酸雨的能力，本试验以克隆2-Cys Prx基因转化到烟草形成过表达的2-Cys Prx基因烟草，以野生烟草（龙江911）为对照，通过Na2SO3和NaHSO3混合液模拟SO2沉降，检测烟草叶片的光合特性和抗氧化酶的变化，探讨2-CysPrx基因对SO2沉降的生理响应，阐明2-Cys Prx基因在SO2沉降胁迫下的生理功能，尤其是植物光合机构对SO2沉降的响应。结果如下：<br>　　1.模拟SO2沉降明显降低了野生型烟草(CK)和转2-Cys Prx基因烟草幼苗叶片和根系的生长发育，并随着SO2浓度的增大，胁迫强度逐渐增大。SO2对转2-Cys Prx基因烟草叶片及根系的生长发育的胁迫效果要明显低于野生型烟草。<br>　　2.模拟SO2沉降下，烟草叶片丙二醛(MDA)含量增加，超氧物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增强，而转2-Cys Prx基因烟草叶片的MDA含量明显低于野生型烟草。说明2-Cys Prx基因减轻了SO2逆境条件下产生的的氧化损伤。<br>　　3.模拟SO2沉降下，烟草幼苗的光合机构产生了较为严重的破坏，而2-Cys Prx基因具有极强的抗氧化活性，能够清除一定量由SO2参与光合作用所产生的超氧阴离子，降低了SO2对叶绿素的氧化伤害，在一定程度上能够减轻SO2对光合作用的抑制作用。<br>　　4.模拟SO2沉降降低了烟草叶片PSⅡ反应中心活性，光合电子由PSⅡ反应中心向QA-、QB-以及PQ库传递速度降低，而转2-Cys Prx基因烟草降低的程度比野生型烟草小，说明2-Cys Prx基因能增加剩余有活性中心的效率和电子传递链中的能量传递，保证了SO2胁迫逆境中烟草幼苗生长所必须的能量供应。<br>　　5.本试验发现，弱光导致叶片用于光化学反应的量子产额（ΦPSⅡ）降低，这可能是由于烟草叶片中光和色素的存在衰减或者反射部分光能，导致烟草叶片光化学效率降低。在弱光下，两种试样幼苗叶片失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额(ΦNF)较自然光降低，基本的荧光量了产额和热耗散的量子产额（Φf，D）较自然光升高。而两种试样幼苗叶片依赖于类囊体膜两侧质子梯度和叶黄素循环的量子产额（ΦNPQ）升高，且转2-Cys Prx基因烟草幼苗叶片升高幅度大于野生烟草。这说明，在弱光下，两种幼苗叶片通过叶黄素循环以及热耗散等来维持反应中心的正常功能，而2-Cys Prx基因的过表达能够减轻弱光对烟草的胁迫作用，使其反应中心相对维持正常功能。