除草可以做到轻便高效吗?可以改善叶绿体。
2.2.1镉对叶绿体超微结构的影响
镉胁迫下植物的毒害症状是由叶绿素降解和叶绿体功能障碍引起的,不能进行光合作用。叶绿体是植物光合作用的主要细胞器,镉会损伤其超微结构。镉对叶绿体的毒性因植物发育阶段而异。发现土壤中镉处理对幼叶叶绿体的超微结构没有任何可见的影响,但成熟叶中叶绿体膜系统受到极大的破坏。高镉条件下,叶绿体多呈球形,膜系统严重受损,导致质壁分离和坏死。研究表明,类囊体结构的完整性和有序性对于叶绿体在光合作用中进行正常有效的光能转化是非常必要的。可见,叶绿体结构的破坏是镉离子毒害植物的机制之一。
2.2.2镉对光合色素的影响
叶绿素含量是影响光合作用的物质基础。在一定范围内,叶绿素含量与光合作用呈正相关,叶绿素含量越高,光合作用越强;但当叶绿素含量超过一定限度时,对光合作用没有影响。镉可以取代叶绿素分子中的镁离子,干扰叶绿素合成酶的活性,阻碍叶绿素的合成,同时增加叶绿素分解酶的活性,分解叶绿素。发现镉盐在玉米(ze。Mays)可以减少叶绿素的生物合成,在春小麦和燕麦中也发现了类似的结果。此外,镉盐还会阻碍叶绿素的合成。宋东杰等人研究了用不同浓度镉离子溶液处理过的药材,发现冬芽中的叶片变黄变绿,叶绿素含量随着镉离子浓度的增加而逐渐降低。
2.3镉对光合速率(强度)的影响
大量研究表明,叶绿体超微结构的破坏和光合色素(尤其是叶绿素)的减少是造成植物光合强度下降的主要因素之一。因为叶绿素具有接受和转化能量的功能,光合作用是在有叶绿素的植物的所有绿色部分进行的。在一定范围内,叶绿素含量越多,光合作用越强。随着叶片衰老,叶绿素含量降低,叶绿体内部结构解体,光合速率下降。如上所述,镉破坏叶绿体的超微结构,降低光合色素的含量,从而降低植物的光合速率。在同一植物的不同生长阶段,镉对光合作用的影响是不同的。镉被植物根系吸收进入体内,造成植物体内营养元素失衡,引起代谢失衡,抑制植物生长,从而减少叶片同化面积,缩短叶片寿命,降低光合速率;镉使气孔开度减小甚至关闭,CO2可进入叶片,叶片中淀粉水解作用增强,光合产物运输缓慢,导致糖分积累,呼吸消耗增加等。,导致光合速率下降。
2.4镉对光合作用的影响
研究光合作用的过程,主要是研究光反应和暗反应,也就是研究光反应中的光系统H(PSH)。
和碳同化物(PSIg)酶在暗反应中的活性。一个
镉一方面阻碍PSH和光合磷酸化的活性,影响ATP的形成;另一方面,镉抑制核酮糖-1,5-
RuBP的活性,它被用来在植物的光合碳循环中固定碳。
关键酶,这种酶的活性变化直接影响碳的固定,进而影响体内的代谢过程。
2.4.1镉对光反应过程的影响
镉化合物在农业上被广泛用作除草剂,它能抑制PSll在光合作用中的电子传递。
!'""'02]。因为光合磷酸化与电子传递相耦合,一些含镉除草剂通过抑制作用从P引入I。
电子从尾迹(Q)转移到质体尾迹(PQ),或者竞争性地占据QB的位置(D!在皮肤上
质体觉醒的结合位点用于阻断从Q 8 (D:多个皮肤上的质体觉醒)到Q .电子转移83】。除...之外
除草剂杀灭杂草的原理比较复杂,目前还不完全清楚。但一般来说,除草剂主要是通过干扰和
破坏杂草的生理生化过程,使其失去平衡,从而抑制杂草的生长发育,导致其死亡。因为
杂草和农作物在形态、结构、生理、生长时间上有很多不同,除草剂就足够了。
利用这些差异,通过形态选择、根分布选择、发芽时间选择和生理生化选择等。
获得理想的除草效果!'",]。就影响光合作用的除草剂而言,主要是选择性抑制。
杂草光合电子传递链,在光合电子传递链中分流电子,抑制光合磷酸化,抑制色素合成。
程并抑制水的光解,从而抑制光合作用。"}。
希尔:反应是光合作用中最独特和最重要的部分,叶绿体参与了光合作用。
在水中分解并释放出氧气!0,l .希尔反应活性是反映20个叶片光合强度的重要指标。
马克。当镉的浓度为1omolL”时,可以促进蓝藻细胞的光合放氧速率,然后随着镉的浓度,
随着光合放氧速率的增加而降低['061]。菠菜的研究结果表明,汞和砷影响希尔反应的活性。
敬抑制。H3Aso使燕麦叶片Ps11光化学效率最大(FvzF。)减少[9,]。斯托耶娃和其他人我"]对玉
昆明理科硕士,T:,学位论文
赖斯的研究也得到了类似的结果。此外,大多数重金属离子对光合细菌的抑制作用远远大于对Psl的抑制作用。
值得注意的是,PSll是对重金属离子最敏感的位点。7一个081。目前,许多研究表明,重点在于
在金属污染下光学系统的某些变化(尤其是PSH)在其他可见的损坏症状出现之前。
化学(如量子产率等。)会敏感而迅速地发生!。9宜川}。
作为磷的同系元素,化学性质相似。镉可以通过磷转运系统穿过质膜,一旦进入细胞。
质量,它可以和磷竞争,比如它可以代替ATP(最早的相对稳定的光反应之一)
产物)并形成不稳定的ADP-As,干扰细胞的能量流动!因此,镉
毒性主要来自对磷代谢的干扰I ""1。研究表明,增加土壤中镉的含量可以减少卡诺拉。
(油菜)幼苗对磷的吸收。镉干扰作物体内磷的代谢途径,镉毒性可使作物吸收磷
封闭通道[63]。而磷、钾等元素参与碳水化合物代谢,缺乏时会影响碳水化合物的转化和运输。
Lose,间接抑制光合作用;同时,磷还参与光合作用中间产物的转化和供能。
传输,所以对光合作用影响很大!00]。植物缺乏生长发育所必需的能量,严重中毒。
会导致细胞死亡!"6}。镉可以通过磷通道进入植物体内,所以植物生长在镉污染的土壤中。
会吸收大量镉进入体内NL6,8226;,,6-l!7]。
4.2镉对暗反应过程的影响
暗反应全过程分为穿梭、还原、再生三个阶段。在碳同化的穿梭阶段,核酮糖-1,
5-二磷酸(RuBP)在核酮糖-1,5-二磷酸穿梭酶/加氧酶(Rubisco)的催化下与CO2结合。
关闭。Rubisco是光合碳同化的关键酶,又称限速酶。就目前的文献来看,关于
镉对暗反应中酶活性的影响研究较少。与其他重金属(如镉、铅、铜)相比,
人们还没有充分研究植物在镉污染下的生理反应["8!。然而,研究表明,镉会干扰某些
一些必需元素(如氮、磷等)的代谢。),这些都与光反应或暗反应直接相关,
因此,镉间接干扰了光合作用过程。比如氮对光合作用的影响最为显著,在一定范围内,
叶片含氮量、叶绿素含量和Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。叶片含氮量
80%在叶绿体中,施氮不仅能增加叶绿素含量,加速光反应,还能增加光合酶含量和
活动,加速黑暗反应。从具有良好氮营养的叶片中提取的Rubisco不仅丰富,而且具有活性
高Igvl。然而,镉的毒性改变了烤烟。Tabacum)氮代谢,导致在早期生长阶段相同的氮
随着化学容量的降低,硝酸还原酶活性降低,总氮和蛋白质含量低于对照!""。
此外,作物在受镉污染的土壤中常出现缺氮症状[9 ' I]。因此,可以推断镉对植物氮代谢的影响
噪声可能影响Rubisco的含量,进而干扰暗反应过程。