人工纳米材料论文提纲

论文题目：两种典型人工纳米材料对喀斯特生态修复常见植物种子萌发和生长的影响

摘要：人工纳米颗粒具有小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应等特殊的物理化学性质,具有广泛的应用和巨大的市场潜力。其中多壁碳纳米管和纳米TiO2因其结构复杂,性质特殊,具有较强的催化性能和抗氧化能力,在生命科学领域应用广泛。本研究以黑麦草、紫花苜蓿和多花木兰为研究对象,研究了不同浓度的多壁碳纳米管(0 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、500 mg·L-1)和纳米TiO2(0 mg·L-1、100 mg·L-1、500 mg·L-1、1000mg·L-1、2500 mg·L-1)对黑麦草、紫花苜蓿和多花木兰种子萌发和幼苗生长的影响,揭示人工纳米材料对植物生长的生物学效应,并试着探讨其作用机制。实验结果如下:（1）多壁碳纳米管对植物种子萌发的影响多壁碳纳米管对黑麦草种子的萌发没有显著的促进作用,但各浓度多壁碳纳米管处理下黑麦草的发芽率、发芽势和发芽指数均高于对照。在处理浓度为200 mg·L-1时显著提高了紫花苜蓿种子的发芽势和发芽指数,在该处理浓度下多花木兰的发芽率、发芽势和发芽指数显著高于对照组,说明由于草本植物本身发芽率很高,多壁碳纳米管对草本植物的发芽率的作用并不明显,但能显著提高植物种子的萌发速率,缩短发芽时间。结合实验数据发现在200mg·L-1浓度多壁碳纳米管处理下对植物种子的萌发促进作用最为明显。（2）多壁碳纳米管对植物幼苗形态指标和生物量的影响多壁碳纳米管处理下黑麦草、紫花苜蓿和多花木兰幼苗的形态指标和生物量均高于对照组,其中黑麦草、紫花苜蓿在较低浓度多壁碳纳米管(50 mg·L-1、100 mg·L-1)处理下这种促进作用更为显著。在多壁碳纳米管浓度为200mg·L-1时多花木兰幼苗的叶长、茎长、茎粗、叶厚和鲜重显著高于对照。实验结果显示多壁碳纳米管对试验范围内的所有植物的生长发育均有显著的促进作用,但叶长、茎长、鲜重等指标对浓度的变化反应更为敏感,处理不同植物的最适浓度也不同。（3）多壁碳纳米管对植物生理生化指标的影响各浓度多壁碳纳米管处理下黑麦草、紫花苜蓿和多花木兰幼苗的可溶性蛋白和叶绿素均高于对照,说明在多壁碳纳米管胁迫下能刺激植物幼苗蛋白质的合成,提高其抗逆性,保证植物的正常生长发育。另外幼苗MDA含量的变化趋势与抗氧化系统酶活性的变化趋势呈显著的负相关,说明在低浓度多壁碳纳米管处理下能激活植物组织内的抗氧化酶活性,降低植物细胞膜损伤,促进植物的生长发育,但随着处理浓度的增加,植物体内的活性氧过多超过了本身的代谢临界点,抗氧化酶活性降低,细胞膜受到一定程度的损伤。因此低浓度多壁碳纳米管处理对植物的生长发育效果最好。（4）纳米TiO2对植物种子萌发的影响纳米TiO2对黑麦草种子的萌发没有产生显著的促进或抑制作用,但在处理浓度为1000mg·L-1时显著提高了紫花苜蓿的发芽势和发芽指数,加快了种子的萌发速率,说明纳米TiO2对草本类植物种子的萌发受受试物种和处理浓度的影响会产生不同的效果。TiO2处理下的多花木兰种子的萌发与对照无显著性差异,但各浓度纳米TiO2处理下均在不同程度上抑制了多花木兰种子的萌发。（5）纳米TiO2对植物幼苗形态指标和生物量的影响各个浓度的纳米TiO2对黑麦草幼苗的生长是具有一定程度的促进作用的,且在浓度为2500 mg·L-1时促进作用最为显著。500 mg·L-1浓度的纳米TiO2对紫花苜蓿幼苗生长的促进作用最为显著,但随着纳米TiO2浓度的增加,这种促进作用在慢慢下降。说明低浓度纳米TiO2处理对紫花苜蓿的生长具有促进作用,但高浓度纳米TiO2可能会使其生长发育受到抑制。纳米TiO2对多花木兰幼苗的生长具有显著抑制作用,且随着处理浓度的增加,抑制作用越来越明显。（6）纳米TiO2对植物生理生化指标的影响各浓度纳米TiO2均提高了黑麦草和紫花苜蓿幼苗的可溶性蛋白和叶绿素含量,同时POD和SOD酶活性也随处理浓度的升高而增加,MDA含量与纳米TiO2浓度呈负相关。说明随着纳米材料浓度的升高,黑麦草和紫花苜蓿幼苗组织内的活性氧含量上升,为清除过量的活性氧,POD、SOD和CAT酶活性随之增加以提高幼苗的抗氧化能力,MDA含量随处理浓度的升高不断下降,说明在纳米TiO2处理下抗氧化酶活性的提高降低了植物幼苗细胞膜的损伤。但纳米TiO2处理下多花木兰幼苗的可溶性蛋白和叶绿素含量均低于对照,且随着处理浓度的升高不断降低。纳米TiO2处理下多花木兰幼苗酶活性的变化趋势为:在低浓度纳米TiO2(0-500 mg·L-1)处理下POD、SOD和CAT酶活性高于对照,但随着浓度升高,抗氧化酶活性开始降低,在处理浓度为2500 mg·L-1时达到最低。说明纳米TiO2胁迫下破坏了幼苗蛋白质的合成,对细胞膜造成严重损伤,从而抑制了幼苗的生长发育。

关键词：多壁碳纳米管;纳米TiO₂;种子萌发;生长发育;抗氧化酶活性

学科专业：自然地理学

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 人工纳米材料的概述

1.1.1 人工纳米材料的定义及分类

1.1.2 人工纳米材料的性质

1.1.3 人工纳米材料的应用

1.2 人工纳米材料对植物种子萌发和生长影响的研究现状

1.2.1 人工纳米材料对植物种子萌发的影响

1.2.2 人工纳米材料对植物生长的影响

1.2.3 人工纳米材料对植物生长影响机制的研究

1.3 多壁碳纳米管和纳米TiO_2的生物学效应研究现状

1.3.1 多壁碳纳米管和纳米TiO_2的性质及应用

1.3.2 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物生长的影响研究现状

1.4 西南喀斯特生态修复概况

1.4.1 石漠化治理

1.4.2 矿产遗迹地修复

1.4.3 道路边坡治理

1.4.4 喀斯特生态修复中应用的常见植物

1.5 研究目标、内容及技术路线

1.5.1 本研究拟解决的关键科学问题

1.5.2 研究目标

1.5.3 研究内容

1.5.4 技术路线

1.5.5 本研究的创新点与特色之处

第二章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 纳米材料

2.1.2 植物材料

2.2 仪器设备及试剂

2.2.1 仪器设备

2.2.2 分析试剂

2.3 实验方法

2.3.1 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物种子萌发的影响

2.3.2 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物生长发育的影响

2.3.3 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物生理生化特性的影响

2.4 数据统计方法

第三章 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物种子萌发的影响

3.1 多壁碳纳米管对植物种子萌发的影响

3.1.1 多壁碳纳米管对黑麦草种子萌发的影响

3.1.2 多壁碳纳米管对紫花苜蓿种子萌发的影响

3.1.3 多壁碳纳米管对多花木兰种子萌发的影响

3.1.4 多壁碳纳米管对三种植物种子萌发影响的对比分析

3.2 纳米TiO_2对植物种子萌发的影响

3.2.1 纳米TiO_2对黑麦草种子萌发的影响

3.2.2 纳米TiO_2对紫花苜蓿种子萌发的影响

3.2.3 纳米TiO_2对多花木兰种子萌发的影响

3.2.4 纳米TiO_2对三种植物种子萌发影响的对比分析

3.3 本章小结

第四章 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物生长发育的影响

4.1 多壁碳纳米管对植物幼苗形态和生物量的影响

4.1.1 多壁碳纳米管对黑麦草幼苗形态和生物量的影响

4.1.2 多壁碳纳米管对紫花苜蓿幼苗形态和生物量影响

4.1.3 多壁碳纳米管对多花木兰幼苗形态和生物量的影响

4.1.4 多壁碳纳米管对三种植物形态和生物量影响的对比分析

4.2 纳米TiO_2对植物幼苗形态和生物量的影响

4.2.1 纳米TiO_2对黑麦草幼苗形态和生物量影响

4.2.2 纳米TiO_2对紫花苜蓿幼苗形态和生物量的影响

4.2.3 纳米TiO_2对多花木兰幼苗形态和生物量的影响

4.2.4 纳米TiO_2对三种植物形态和生物量影响的对比分析

4.3 本章小结

第五章 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物生理生化特性的影响

5.1 多壁碳纳米管对植物幼苗生理生化特性的影响

5.1.1 多壁碳纳米管对黑麦草幼苗生理生化特性的影响

5.1.2 多壁碳纳米管对紫花苜蓿幼苗生理生化特性的影响

5.1.3 多壁碳纳米管对多花木兰幼苗生理生化特性的影响

5.1.4 多壁碳纳米管对三种植物生理生化特性影响的对比分析

5.2 纳米TiO_2对植物幼苗生理生化特性的影响

5.2.1 纳米TiO_2对黑麦草幼苗生理生化特性的影响

5.2.2 纳米TiO_2对紫花苜蓿幼苗生理生化特性的影响

5.2.3 纳米TiO_2对多花木兰幼苗生理生化特性的影响

5.2.4 纳米TiO_2对三种植物生理生化特性影响的对比分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 研究结论

6.1.1 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物种子萌发的影响

6.1.2 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物生长发育的影响

6.1.3 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物生理生化特性的影响

6.1.4 多壁碳纳米管和纳米TiO_2对植物种子萌发和生长的生物学效应及机理

6.2 展望

6.2.1 研究不足之处

6.2.2 展望

参考文献

致谢