1. 研究目的与意义（文献综述）

铁是被最早发现的植物必需微量营养元素，它对于叶绿素的合成和促进许多酶的活性是必不可少的，因而铁对于促进植物的光合作用、呼吸作用、物质和能量的代谢起着重要的作用。在铁胁迫下叶绿体形态结构异常，叶绿素含量减少，光合速率降低，呼吸强度减弱，使植物产量和产品品质下降。葡萄在缺铁胁迫下叶绿素变化明显。缺铁拟南芥在一定程度上可以通过自身相关基因的表达来降低缺铁对植物造成的负面影响,但这基于原土壤中存在铁。关于对植物的补铁，目前还没有特别有效的方法。黄进等期望利用纳米氧化铁的强吸附性、特殊的表面活性、穿透性等纳米效应，可能更有效地被作物吸收，改善作物缺铁黄化症状。结果显示纳米粒子对玉米和柑橘表现毒性，而叶绿素的含量并未增加。而且对铁量的控制也十分重要，过量的铁会对水稻产生毒性，铁毒主要来自于亚铁离子，亚铁离子在植物体内参与fenton等反应，产生对作物有害的自由基，尤其是羟自由基，不过高浓度的亚铁离子对植物并非完全的有害无益，比如在水稻中，如果施加的亚铁离子浓度在远高于营养浓度的情况下将会促进水稻幼苗的生长。

2. 研究的基本内容与方案

一.研究内容：

在水培条件下将小麦在缺铁的霍格兰营养液中培养，一段时间后在实验组加入适宜浓度的亚铁离子溶液或亚铁离子和碳量子点的复合溶液，一段时间后通过测量植株的根长、株重等生长参数和叶绿素含量、抗氧化酶活性、植物体内铁元素含量、可溶性糖含量等生理参数，来与未加碳量子点的处理组对比分析碳量子点在植物缺铁症修复中的作用以及其影响植物吸收矿质元素的作用原理。

二.研究目标：

对比研究碳量子点对铁离子的复合作用，对缺铁的小麦幼苗施加碳量子点和亚铁离子，研究碳量子点与亚铁离子的相互作用和对小麦缺铁黄化症的修复作用，阐明碳量子点与亚铁离子复合的分子作用机制。

三. 拟解决的关键问题：

l 弄清不同剂量的碳量子点与亚铁离子复合对小麦生长发育的影响的差异。

l 弄清碳量子点和亚铁离子在小麦体内移动或转化的形式，和可能导致的植物生理功能变化以及产生变化的分子机制。

四.拟采取的研究方法：

在水培条件下将小麦在缺铁的霍格兰营养液中培养，一段时间后在实验组加入适宜浓度的亚铁离子溶液以及亚铁离子和碳量子点的复合溶液，然后测量根长、株重等生长参数和叶绿素含量、抗氧化酶活性、植物体内铁元素含量、可溶性糖含量等生理参数，对比评价碳量子点在植物缺铁症修复过程中的作用。

1.植物培养：选取植物种子作为实验材料，用8%的NaClO杀菌处理后，在恒温条件下进行催芽，缺铁培养，一段时间后进行适宜浓度的亚铁离子溶液以及亚铁离子和碳量子点的复合溶液的处理，每个处理平行三组。

【实验处理分组】

2.植株水平的检测：取出并测量植株鲜重，根长和株高以及植物体内铁含量。

3.相关物质含量的检测：

A.叶绿素：浸提法，以乙醇萃取研磨提取叶绿素，检测叶绿素含量.

B.花青素：浸提法，用1%(v:v)HCl:乙醇研磨浸提根、叶组织后测定溶液中花青素的相对含量。

C.铁还原酶

D.可溶性蛋白：考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量。

E.可溶性糖：研磨提取植物组织液，用蒽酮法测定可溶性糖含量。

4. 相关活性检测：

A.根系活力：用TTC法检测根系活力。

B.SOD活性：用氮蓝四唑法检测SOD活性。

C.CAT活性：紫外吸收法检测CAT活性。

D.POD活性：用愈创木酚法检测POD活性。

E.APX活性：ASA法检测APX活性。

3. 研究计划与安排

2017.12-2018.01 充分调研，查阅文献，了解论文相关课题的研究现状。

2018.02-2018.03 熟悉实验室环境，学会实验仪器的使用原理及其操作，完成开题报告；进行小麦种子的萌发实验，以及后期幼苗的培养，开展前期预实验。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张环. 小麦缺素的诊断与防治的办法 [j]. 港澳经济, 2014, 23): 120-.

[2] 汪玉洁, 陈日远, 刘厚诚, 等. 纳米材料在农业上的应用及其对植物生长和发育的影响 [j]. 植物生理学报, 2017, 6): 933-42.