2022年课题设计方案封面及内容要求2014 .docx

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1、_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 课题设计利用超显微技术讨论铁镉处理对水稻叶片细胞结构的影响姓 名：学 号：专 业：年 级：指导老师：战 秀 梅成 绩：2022 年 12 月_精品资料_ - - - - - - -第 1 页,共 6 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 一、选题依据（课题讨论的目的、意义,国内外讨论现状分析,附主要参考文献）讨论的目的在于在养分液和土壤培育条件下,利用根部供应的方式,为水稻供应不同浓度的铁研 究不同铁镉处理下,水稻叶肉细胞超显微结构的变化,特别是叶绿体结构的变化状况,明确铁镉各自 对显微结构的影响以及两者交互作用下显微结构

2、的响应；着重关注高铁供应条件下,植物体内铁对镉 诱导的亚细胞超显微结构破坏和光合作用失调的缓减作用,明确铁提高水稻抗击镉毒害的主要生理机 制；为下一步从分子生物学角度寻求铁镉交互作用的关键基因,利用育种手段获得高铁低镉的水稻品 种奠定理论基础,为农业生产中利用施肥（如铁肥）增加水稻籽粒中铁含量同时削减镉的累积供应科 学依据；讨论的意义及国内外现状分析随着人类生产活动,包括采矿,冶炼,污灌和磷肥的施用等工农业 活动,以及人类长期忽视,导致环境镉污染越来越严峻；镉是毒性最大的重金属之一,在人体中的镉 都是在诞生后由环境摄取而累积于体内的；长期食用受镉污染的地区所生长的大 M 会引起慢性中毒,从而损

3、害人体健康；20 世纪 60 岁月在日本富山县发觉的“ 痛痛病” 就是震动世界的金属镉污染的典 型事例；镉的危害主要是对动物骨骼中钙的置换,造成骨脱钙,使得骨质变形及软化；尽管 Cd 不是植 物的必需养分元素,对植物没有任何生理功能,但 Cd 可以通过必需养分元素 Ca2、 Fe2、 Mn2和Zn2的吸取系统而被植物吸取；在植物体内 素功能的发挥；Cd 结合在必需养分元素的结合位点上,干扰必需养分元Cd 毒害可以使植物根系和叶片亚细胞结构发生变化,Cd 处理植物叶绿体的基粒变形,类囊体膜扩大,质体小球和淀粉粒数量和体积增加；线粒体增加,线粒体膜变形；液泡和核仁数量和体积增加；细胞质浓缩质壁分别

4、；液泡中和细胞壁上产生了Cd 的电子密集和晶体化现象；Cd 胁迫仍可以诱导光合作用、呼吸作用以及水分代谢紊乱；铁是对植物生长发育具有重要生理功能的必需养分元素之一,也是讨论最早最多的微量元素；铁在植物体内主要参加光合作用、呼吸作用、氮代谢、激素的生物合成、ROS的产生和排除等过程；细胞中 80的 Fe 位于叶绿体上,Fe 在叶绿素的合成过程中发挥着特别的作用,在光合电子链中 Fe 以血红素铁卟啉复合体为辅基的细胞色素和含硫的铁氧仍蛋白参加光合电子的传递,Fe 仍以铁氧仍蛋白在光合电子链末端将电子传递给分子氧（O2）,形成了超氧自由基（O2- ）,同时 Fe 又参加和调剂清除自由基的酶系统,如

5、FeSOD,CAT,POD等的形成和活化,以此保持细胞内自由基产生和排除的动态平稳； Fe 在维护叶绿体中类囊体膜的结构和功能的完整性特别重要；由此可见,铁镉两种元素对植物生理过程具有相反的作用,而且产生相互作用的主要场所在于它_精品资料_ - - - - - - -第 2 页,共 6 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 们共同参加的生理生化过程中；因此两者在参加植物的生理过程中势必存在复杂的相互作用Fe、Cd 互作的相关讨论主要集中在以下 3 个方面 : 第一, Cd 的存在能够诱发植物显现缺 Fe 症状,导致缺 Fe 的缘由,不仅在于 Cd 通过竞争作用抑制了植物对 F

6、e 的吸取,而且仍阻挡了 Fe 从根系向地上部运输； 其次,缺 Fe 可以促进植物对 Cd 的吸取；第三,外源供应余外的 Fe 中等过量 能够削减植物对Cd 的吸取,缓解 Cd 对植物的毒害本工程挑选水稻作为供试植物,由于水稻对镉的毒害特别敏锐,而且是一种吸取铁养分较高的植物,讨论不同铁镉处理下,水稻叶肉细胞超显微结构的变化,特别是叶绿体结构的变化状况,明确铁镉各自对显微结构的影响以及两者交互作用下显微结构的响应；参考文献1 孙明茂,洪夏铁,李圭星,曹桂兰,于元杰,韩龙植,展. 中国农业科学,39：1947-1955. 2022,水稻籽粒微量元素含量的遗传讨论进2 胡树林,徐庆国,黄启为 .

7、2022, 香 M 品质与微量元素含量特点关系的讨论J. 作物科学, 4:12-15 3 张玉烛 ,王凯荣 ,刘见平 ,等 2022, 稻 M 质量安全掌握技术讨论与示范J. 作物讨论 , 4: 287-296. 4 肖美秀 ,林文雄 ,陈祥旭 ,等 2022, 镉在水稻体内的安排规律与水稻耐镉性的关系 J.中国农学通报 , 222: 379-381. 5 Chen RF, Shen RF, Gu P, Dong XY, Du CW, Ma JF. 2022. Response of Rice Oryza sativa with root surface iron plaque under a

8、luminium stress. Ann Bot 98: 389 395. 6 Clemens S. 2022. Toxic metal accumulation, responses to exposure and mechanisms of tolerance in plants. Biochimie 88: 1707-1719. 7 DalCorso G, Farinati S, Maistri S, Furini A. 2022. How plants cope with cadmium: staking all on metabolism and gene expression. J

9、 Integr Plant Biol 10: 1266-1280. 8 Daud MK, Sun YQ, Dawood M, Hayat Y, Variath MT, Wu YX, Raziuddin, Mishkat U, Salahuddin, Najeeb U, Zhu SJ. 2022a. Cadmium-induced functional and ultrastructural alterations in roots of two transgenic cotton cultivars. J Hazar Mater 161:463-473. _精品资料_ - - - - - -

10、-第 3 页,共 6 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 二、讨论目标和讨论内容1、讨论目标（1）明确铁镉各自对亚细胞超显微结构的影响以及两者交互作用下显微结构的响应；（2）明确铁镉互作对水稻主要生理过程的影响2、讨论内容利用能量过滤透射电子显微技术（EFTEM）观测Fe、Cd 处理的根尖细胞和叶肉细胞中叶绿体的基粒,线粒体,类囊体,质体小球,淀粉粒,液泡和核仁的数量和体积；细胞的膜系统的变化；质壁分离状况；液泡中和细胞壁上 Cd 的电子密集和晶体化现象；通过对铁镉处理的水稻叶绿素含量,光合速率,气孔导度,蒸腾速率,胞间 CO2 浓度,以及呼吸速率的测定,从宏观上明确铁镉互

11、作对水稻主要生理过程的影响；_精品资料_ - - - - - - -第 4 页,共 6 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 三、针对讨论内容拟实行的讨论方法、技术路线、试验方案及可行性分析1、试验方案水稻品种选用沈阳农业高校选育成第一代直立大穗型超级稻“ 沈农 265” ；利用养分液供应和根外施肥的方式,为水稻供应正常和过量铁养分,之后将水稻移入含有肯定 Cd浓度（ 0,10mg/L）的养分液中；生长一段时间后,测定植株的光合作用,呼吸作用及水分代谢参数；同时取水稻根系和地上部,用于观测组织的亚细胞结构；为了模拟田间实际情形,采纳土壤培育的方式,在土壤中同时添加铁（0,1

12、g/kg ）和Cd（ 0,2mg/kg）,在水稻生长的不同生育期,测定植株的光合作用,呼吸作用及水分代谢参数；同时取水稻叶片,用于观测组织的亚细胞结构；2、测定工程与方法本工程挑选水稻作为供试植物,由于水稻对镉的毒害特别敏锐,而且是一种吸取铁养分较高的植物,讨论不同铁镉处理下,水稻叶肉细胞超显微结构的变化,特别是叶绿体结构的变化状况,明确铁镉各自对显微结构的影响以及两者交互作用下显微结构的响应；利用养分液供应和根外施肥的方式,为水稻供应正常和过量铁养分,之后将水稻移入含有肯定 Cd浓度（ 0,10mg/L）的养分液中；生长一段时间后,测定植株的光合作用,呼吸作用及水分代谢参数；同时取水稻根系和

13、地上部,用于观测组织的亚细胞结构；为了模拟田间实际情形,采纳土壤培育的方式,在土壤中同时添加铁（0,1 g/kg ）和Cd（ 0,2mg/kg）,在水稻生长的不同生育期,测定植株的光合作用,呼吸作用及水分代谢参数；同时取水稻叶片,用于观测组织的亚细胞结构；利用能量过滤透射电子显微技术（EFTEM）,通过观看水稻叶片超显微结构的变化,阐释铁镉两种元素各自和交互作用对水稻生理过程的影响；3、技术路线利用能量过滤透射电子显微技术（EFTEM）,通过观看水稻叶片超显微结构的变化,阐释铁镉两种元素各自和交互作用对水稻生理过程的影响；从亚细胞超显微结构变化的角度揭示生理过程的变化,比传统利用生理指标更具说服力和先进 性；4、可行性分析（1）本工程选题新奇,立论充分,能够结合学科前沿提出明确的科学问题；试验设计合理,具体,具有明显可行性；（2） 利用能量过滤透射电子显微技术（EFTEM）,方法先进,技术可行,可以保证得到预期试验结_精品资料_ - - - - - - -第 5 页,共 6 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 果；经费预算明确、合理；四、讨论进度及工作内容_精品资料_ - - - - - - -第 6 页,共 6 页