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制作和主办:Elsevier埃及生物多样性和生物多样性科学杂志1( 2014)16e28可在www.sciencedirect.com在线获取ScienceDirect杂志主页:http://ees.elsevier.com/ejbas/default.asp精胺和亚精胺对污水Heshmat Aldesuquy*,Samia Haroun,Samy Al-Hamed,Abdel-Whab El-Saied曼苏拉大学理学院植物学系Box 35516,曼苏拉,埃及A R T I C L E I N F O文章历史记录:2013年9月27日收到2013年12月26日星期一2013年12月27日接受2014年2月5日在线发布关键词:重金属精胺亚精胺废水处理小麦产量A B S T R A C T通过盆栽试验,研究了精胺(0.15mM)、亚精胺(0.3mM)预浸种及其与重金属污染废水(25%、50%、100%)互作对小麦(Triticum aestivum L.)94号品种。用污水灌溉小麦植株同时,多胺还能改善废水中重金属对作物产量和水分利用效率的影响。Spm和 Spd处理效果更好。在大多数情况下,小麦产量籽粒中碳水化合物、蛋白质、磷、离子和生长促进剂的含量下降,而氯离子、重金属含量和脱落酸水平增加。施用精胺、亚精胺或它们的互作对减轻废水对小麦籽粒上述生化方面的有害影响。蛋白质带型表明,在产生的谷物诱导的蛋白质分子量为73,70,24,20和15 kDa的废水的应用。此外,亚精胺处理引起新的蛋白质的出现,分子量为73,70,57,24,23,17 kDa的产量。小麦籽粒产量与氯化物、重金属和ABA。版权所有?2013,曼苏拉大学.制作和主办Elsevier B.V.所有权利reserved.缩写:ABA,脱落酸; Spm,精胺; Spd,亚精胺; WW,废水。* 通讯作者。联系电话:传真:20 502246254。电子邮件地址:heshmat-aldesuquy@hotmail.com,Aboneel@yahoo.com(H。Aldesuquy)。曼苏拉大学2314- 808 X/$e见前页版权所有2013年,曼苏拉大学。由爱思唯尔公司制作和主持All rightsreserved.http://dx.doi.org/10.1016/j.ejbas.2013.12.001eGYPTI anjournalofbasI cand aPPlI e dSCIENCES 1( 2014)16e28171.介绍将废水用于灌溉,经过适当稀释后,可作为具有可再生性的额外水源。灌溉水质不仅影响农作物的生长,而且对土壤健康、粮食品质、饲料品质和消费者的健康产生长期影响[1]。(造纸、汽车、纺织和食品工业工厂)的废水本质上是碱性的,具有不同化学物质的浓度。这些未经处理的废水的应用改变了土壤的物理化学性质和植物种子发芽率[2]。在郊区,使用城市和工业废水是世界上许多地方的常见做法[3]。废水中含有大量的有毒重金属,废水中重金属的浓度因城市而异[4]。废水中重金属的重要来源是城市和工业废水。重金属在环境中具有极强的持久性,并积累到有毒水平[5]。高浓度的重金属通过竞争吸收影响元素在植物器官中的动员和平衡分配[6]。造纸厂排放的废水的大量灌溉导致重金属(Cu,Zn,Pb,Co,Cd,Cr和Ni)在土壤和水稻作物的不同部位积累[7]。小麦是几种作物之一,当生长在含有高水平有毒金属的土壤中时,往往会在植物组织中吸 收 相 对 高 浓 度 的 重 金 属 , 特 别 是 镉 。 由 于 镉(Cd)对消费者的健康构成潜在威胁,国际贸易组织已试图限制在国际市场上销售的可食用作物中Cd的可接受浓度。在这方面,Sutapa和Bhattacharyya[8]建议小麦籽粒的最大镉含量为0.2 mg/kg重金属在植物组织中的积累会导致植物生理生化活性降低,因此,产量与根和地上部中的Ni、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr含量呈显著负相关[9]。Jonathan等人[10]证明,施锌降低了此外,对小麦幼苗施用Cd和Zn会对处理植株的产量产生负面影响[11]。多项研究表明,polamines在不同植物物种的细胞伸长和细胞分裂中发挥重要作用[12]。多胺刺激DNA复制、转录和翻译[13]。除了在植物发育中的功能外,多胺还可能在胁迫反应中发挥作用,因为它们在植物细胞中的水平在许多环境胁迫条件下会增加[14]。植物对铅等污染物有反应,产生高水平的多胺[15]。腐胺(Put)已被证明在许多不同类型的胁迫(干旱、缺乏矿物质营养、酸胁迫、植物毒性金属)后在植物细胞中积累,因此它可以被认为是胁迫标记物[16]。除了外源施用Spd和Spm之外,有效地逆转了Cu胁迫对Nymphoides peltatum植物的有害影响[17]。埃及农民在灌溉许多农作物时持续使用主要受重金属污染的废水,导致重金属在土壤中积累,从而导致根系持续吸收重金属,对土壤、植物和消费者造成毒性因此,本研究通过施用spd或spm以及二者的互作来减轻重金属对小麦产量和籽粒生化指标的毒害2.材料和方法2.1.植物材料和生长条件将Sakha94小麦品种(Triticum aestivum )的均质批用0.001M HgCl2溶液浸泡3min进行表面灭菌,然后用蒸馏水彻底清洗,并分成4组,分别用蒸馏水(作为对照 )、 精胺 (0.15mM ) 、精 脒( 0.3mM) 或精 胺(0.15mM)浸泡约6h。浸泡后,在2005年11月15日将彻底洗涤的谷粒种植在填充有6 kg土壤混合物(粘土和沙子1/4 2:1,v/v)的塑料盆(每盆15粒; 25 cm宽×30 cm高)中。 将盆保持在温室中,其中在实验期间使植物经受自然昼/夜条件(中午的最低/最高温度和相对湿度分别为:29.2/33.2 ℃和63/68%)。所有组中的植物均通过正常自来水灌溉至田间容量。种植后15天,将植物稀疏至5株/盆。在播种后第21天,将每组的盆再分成四组,每组含有20个盆。每组第1组仍用自来水灌溉,第2、3、4组分别用25%、50%、100%污水灌溉。所得的16次处理标记如下:表1中的数据显示了标准淡水和未处理废水的物理化学特性的分析(ppm)。根据Clescrei et al.[18]第10段。未经处理的废水的主要来源是埃及Dakahliya省的Aga主要排水沟在分蘖期(即在播种后21天)和抽穗期(播种后65天),植株接受35 kg Nha-1尿素和35 kg Pha-1磷酸二氢钾作为肥料,治疗12345678910111213141516WW %02550100025501000255010002550100Spm(0.15 mM)eeeeþþþþeeeeeeeeSpd(0.30 mM)eeeeeeeeþþþþeeeeSpmeeeeeeeeeeeeþþþþ18埃及生物多样性和生物多样性科学杂志1( 2014)16e282.4.4.多糖的估算用于估计多糖的方法是Thayermanavan和Sadasivam的方法[25]。2.5.蛋白质估计蛋白质含量根据Lowry et al.[26]第10段。2.6.磷的估算用于提取不同磷化合物的程序基本上是Barker和Mapson[27]描述的程序。采用Humphries[28]描述的方法估算无机磷和总磷,两者之间的差异相当于有机磷。2.7.矿物测定肥料.收获时采集10份产量样品和一式三份化学分析样品1.1.产量分析1.1.1 收获指数<$4经济产量(籽粒产量)/秸秆产量(地上干物质)[19]。1.1.2 作物指数/粮食产量/生物产量(粮食产量/秸秆产量)[19]。1.1.3 动员指数/作物产量/秸秆产量[20]。1.1.4 相对谷物产量-处理土壤产量/未处理(正常)土壤产量×100[19]。1.2.水利用效率水分利用效率(WUE)通过将谷物产量(t ha-1)或生物量产量(t ha-1)除以添加的水量(加仑)来计算。因此,根据谷物产量计算谷物产量的水分利用效率(WUEG),根据生物量产量估算生物量产量的水分利用效率(WUEB)[21]。(WUEG)^谷物产量(t)/总用水量(加仑)(WUEB)^生物质产量(t)/总用水量(加仑)1.3.碳水化合物的估计2.4.1.估计的葡萄糖使用Feteris的邻甲苯胺程序估计葡萄糖含量[22]。2.4.2.蔗糖的估算使用Handel[23]的修改来测定蔗糖。2.4.3.总可溶性糖根据Yemm和Willis的修改[24]分析总可溶性糖。用火焰光度计测定钠、钾、钙离子的含量使用已知浓度的标准NaD 、KD和 CaO2 溶液绘制 其原子吸收标准 曲线[29]。采用原子吸收分光光度法(BHF 80B biologie分光光度计)测定镉、铅、铜、镍、锌等重金属离子用LiCl3稀释样品以抑制Na+、K+和Ca+的干扰[30]。2.7.1.Cl-的测定对于氯化物分析,将约25ml去离子水加入到具有已知重量的干燥材料的50ml管中。将试管置于沸水浴中1h,然后冷却,过滤至50 ml容量瓶中,并定容[31]。采用N/35.5AgNO3和5%K2Cr2O4作为指示剂,通过容量滴定法测定氯化物水平。2.8.生长激素的测定脱落酸、吲哚-3-乙酸、赤霉酸和细胞分裂素的提取方法最初由Shindy和Smith描述[32]。脱落酸、赤霉酸、吲哚乙酸和细胞分裂素根据Crocier等人使用二维HPLC[33]第33段。2.9.根据分子量分离蛋白质(SDS凝胶电泳)不 连 续 SDS-PAGE 技 术 的 方 法 基 于 Laemmli 的 方 法[34]。2.10.多胺分析根据Maijala和Eerola[35],提取并测定所有供试样品中的腐胺、精胺和亚精胺。表1e淡水和未经处理的废水的物理化学特性(ppm)。字符淡水未经处理的废水颜色无色棕黑色浊度明确混浊Cod5.0150.0BOD2.060.0总悬浮固体4.0266.0总硬度60.0770.0CD光盘0.050.12铅锑铅矿0.050.23铜锌合金0.040.12倪玉玉0.070.20锌锌合金0.080.93Na0.020.22K0.010.14卡里什0.010.19总磷0.070.38氯离子45.0283.6SO- 400.072.0NO3-0.0150.0NO2-0.0027.3表2e精胺、亚精胺及其互作对不同浓度污水灌溉小麦产量构成因素和水分利用效率的影响治疗主穗长度(cm)小穗数/主穗100籽粒重量(g)参数籽粒数/籽粒秸秆作物收获动员作物相对主穗产量/单株产量/单株产量/指数籽粒产量(g)(g)植物(g)%WUEG对谷物生物产量WUEB续13.3716.065.3743.102.934.517.440.650.610.39100.008.9419.58全球25%12.0814.504.7937.442.704.236.940.640.550.3880.788.2518.29全球50%10.9512.434.3334.172.384.156.530.570.430.3665.997.8416.68全球100%9.8610.624.0228.631.923.945.860.480.340.3254.466.1115.91SPM15.0317.096.0049.113.595.839.420.620.630.38157.4010.2320.14Spm-25%13.1315.325.4442.353.215.408.620.600.570.37120.559.5719.56Spm WW 50%11.4713.784.9137.302.825.177.980.540.500.3588.078.2817.86Spm 100%10.5412.544.6932.762.384.586.970.520.400.3465.556.9216.97SPD14.2016.105.6047.143.345.578.910.600.600.38134.019.8819.66Spd WW 25%12.6214.795.1640.722.925.168.080.560.530.3696.659.1418.87Spd-50%11.2813.244.6635.692.564.627.190.550.480.3577.387.6917.27Spd 100%10.2311.314.3931.762.234.386.610.510.380.3359.196.6716.69Spm15.5817.706.4555.634.166.1910.360.670.660.40179.4511.1722.17SpmSpd14.0716.225.8150.493.555.358.900.660.620.39115.7210.3421.68百分之二十五SpmSpd12.8014.915.2845.742.984.917.910.600.590.37106.858.7619.49百分之五十SpmSpd11.3412.834.8438.442.494.627.110.540.450.3573.537.5317.73百分百LSDP 0.05<0.181.660.072.520.080.130.120.040.060.027.520.540.4219eGYPTI anjournalofb asI cand aPPlI e dSCIENCES 1( 2014)16e 28表3e精胺、亚精胺及其相互作用对用不同浓度废水灌溉的小麦植株的产量谷粒的生化方面的影响治疗谷物生物量(mg)谷粒鲜质量谷粒干质量总蛋白(mg g-1 dwt)G参数碳水化合物含量(mgg-1 dwt)STSSPolysTC磷含量(mg g-1 dwt)无机有机物共计离子含量(m M g-1 dwt)Na卡里卡岛氯离子续58.8254.6392.822.5214.9220.55731.52752.050.090.620.711.732.891.670.22全球25%51.6147.9085.412.2612.6317.24707.93725.110.070.500.571.592.791.482.03全球50%44.4441.2279.881.8410.7814.55671.22685.730.060.410.471.342.551.192.22全球100%39.5836.8470.241.338.7813.24615.76629.030.040.320.361.182.130.892.41SPM76.4071.10112.583.0416.2025.33752.58777.880.110.750.862.203.181.840.28Spm-25%69.4364.55101.642.7314.1022.24728.91751.110.100.640.741.852.901.741.90Spm WW 50%63.8959.4485.222.2212.2219.71688.33708.10.090.480.571.602.631.502.06Spm 100%59.5055.2979.191.8511.8315.22653.84669.040.060.370.431.382.381.202.18SPD71.3366.3398.742.8715.9023.57740.04763.640.110.710.822.102.941.600.35Spd WW 25%68.3263.5096.202.3212.7920.60718.40739.020.090.610.701.812.631.311.95Spd-50%62.9458.4780.721.9211.5416.88671.11687.780.080.450.531.632.461.122.12Spd 100%57.4953.5078.221.7710.4314.65642.22656.800.060.350.411.332.170.952.31Spm80.0474.41120.783.7419.1128.22767.21795.410.130.830.962.473.642.270.26SpmSpd百分之二十五73.4368.22110.843.3316.4425.44735.67761.100.110.730.842.163.482.071.65SpmSpd百分之五十68.1163.2298.912.9113.0921.93699.24721.090.090.660.751.772.971.831.84SpmSpd百分百59.9355.7291.332.3812.0417.70669.07686.740.070.450.521.482.751.532.08LSDP 0.05<7.376.402.140.091.211.416.528.180.040.090.050.020.010.400.11葡萄糖、蔗糖、总可溶性糖、多糖、总碳水化合物。20埃及生物多样性和生物多样性科学杂志1( 2014)16e 280.42 0.01 0.01 0.00 0.011.64 1.48 1.28 3.22 3.601.80 1.91 1.54 3.532.62 2.30 1.89 4.190.33 0.01 0.01 0.00 0.011.26 1.20 0.92 2.08 2.871.53 1.56 1.22 2.612.06 1.96 1.48 3.360.36 0.01 0.01 0.00 0.011.42 1.39 1.03 2.47 3.201.95 1.94 1.27 3.032.16 2.18 1.66 3.59 3.850.31 0.01 0.01 0.00 0.010.72 1.67 2.401.24 1.35 0.87 1.95 2.601.73 1.58 1.21 2.240.06 0.02 0.04 0.04LSDP 0.05
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