题目：Crˉ6+对小麦幼苗生长及DNA代谢的效应研究

　　铬作为工业“五毒”之一，是环境中一种具有潜在危害性的污染物， 其中的六价铬(Crˉ6+)因其氧化性和对皮肤的高渗透性，是一种毒性很强的人和动 物致畸、致癌剂。目前关于Crˉ6+对植物生长发育方面影响的研究工作主要集中在 植物体对Crˉ6+的吸收、积累，Crˉ6+胁迫下植物的外在表型、内部结构、酶活性变化、 过氧化胁迫及光合系统等方面。已有研究表明，许多重金属污染(如Ni、Cd、Hg、 Cr等)会对人和动物细胞的DNA造成损伤，表现为：(1)导致期外DNA合成速率 的大幅度提高；(2)造成DNA的断裂；(3)引起DNA和蛋白质以及DNA链间交联， 进而干扰基因组的正常表达，导致癌症和其它疾病的发生。但关于重金属污染对 植物细胞DNA的损伤效应仅见于少数报道，Crˉ6+对植物DNA的损伤效应更术见 研究。 　　本文研究了不同浓度Crˉ6+处理72h对不同苗龄小麦植株的生长、DNA代谢以 及根尖细胞PCD的影响，试图了解Crˉ6+影响主要农作物小麦生长发育和产量的机 制，探索重金属对植物的伤害机理和重金属胁迫下细胞程序性死亡发生的规律， 并为植物防御重金属伤害和耐重金属胁迫机制研究奠定理论基础。本文的主要内 容如下： 　　一．Crˉ6+对小麦幼苗生长的影响。研究发现，Crˉ6+明显影响3d和10d龄小麦 幼苗的生长。具体表现为除5.20mg·Lˉ-1和5-100mg·Lˉ-1 Crˉ6+分别促进3d和10d龄小 麦幼苗根数增加外，所试浓度Crˉ6+均表现出降低两苗龄幼苗根长、苗高、地上部 分和根系鲜重、干重的效应。所试浓度Crˉ6+对根系生长的抑制效应大于地上部分， 3d龄幼苗比10d龄幼苗对Crˉ6+胁迫更敏感。 　　二．Crˉ6+对小麦幼苗DNA的损伤效应。 　　1．Crˉ6+对小麦幼苗DNA含量的影响。实验结果表明，Crˉ6+导致小麦幼苗叶片 和根系DNA含量显著降低，其中根系DNA含量下降的幅度大于叶片；3d龄幼苗 叶片和根系DNA含量下降的幅度大于1Od龄幼苗。 　　2．Crˉ6+对小麦幼苗DNA断裂及DNA链间交联的影吭响。实验结果表明，(1) 60-1OOmg·Lˉ-1 Crˉ6+处理的3d龄幼苗根系的DNA增色效应值低于对照值，因此 60.100mg·Lˉ-1 Crˉ6+有促进3d龄幼苗根系DNA链间交联的效应，可见DNA链间交 联为Crˉ6+肋、迫下3d龄小麦幼苗根系DNA损伤效应之一，一定浓度Crˉ6+有可能通 过诱发DNA链间交联进而抑制3d龄小麦幼苗根系的生长。(2)5-100mg·Lˉ-1 Crˉ6+ 均引起3d和1Od龄幼苗地上部分DNA的增色效应值高于对照值，说明5-100mg·lˉ-1 Crˉ6+均引起3d和1Od龄幼苗地上部分DNA的断裂；5-40mg·Lˉ-1和5-100mg·Lˉ-1 Crˉ6+ 依次导致3d和1Od龄幼苗根系DNA的增色效应值高于对照值，说明5-40mg·Lˉ-1和 5-100mg·lˉ-1 Crˉ6+依次导致3d和1Od龄幼苗根系DNA的断裂。可见DNA断裂为一 定浓度Crˉ6+胁迫下两苗龄幼苗叶片和根系DNA损伤效应之一，一定浓度Crˉ6+有可 能通过诱发DNA断裂进而抑制小麦幼苗的生长。 　　三．Crˉ6+对小麦幼苗DNA胞嘧啶甲基化的影响。实验结果表明，(1) 5-100mg·Lˉ-1 Crˉ6+叶引起了3d和10d龄小麦幼苗地上部分DNA胞嘧啶甲基 化水平的升高。(2)5-80mg·Lˉ-1和5-100mg·Lˉ-1 Crˉ6+依次引发了3d和10d龄小麦幼 苗根系DNA胞嘧啶甲基化水平的提高，而100mg·lˉ-1 Crˉ6+则导致了3d龄幼苗根系 DNA胞嘧啶甲基化水平的降低。 　　四．Crˉ6+对小麦幼苗根尖细胞PCD的诱发。使用琼脂糖凝胶电泳法未检测出 DNA Ladder，这可能与根尖的程序性死亡细胞数目较少有关。采用TUNEL法发 现，所试浓度Crˉ6+均未使1Od龄小麦幼苗根尖细胞发生PCD，10-40mg·Lˉ-1 Crˉ6+胁迫 下亦未见3d龄幼苗根尖细胞PCD发生，但60、8O、1OOmg·Lˉ-1 Crˉ6+明显诱导了3d 龄幼苗根尖细胞PCD的发生。