蓖麻(Ricinus communis L.)生物量大、抗逆性強(qiáng),對(duì)多種重金屬污染具有較強(qiáng)的耐受性,是重金屬污染土壤能源化生態(tài)修復(fù)的重要油料植物之一。本研究以湘蓖9號(hào)為試驗(yàn)材料,重金屬Pb、Zn為脅迫因子進(jìn)行試驗(yàn),觀測(cè)Pb、Zn單一和復(fù)合脅迫對(duì)蓖麻開(kāi)花時(shí)間、雌雄花分化的影響,分析不同濃度鉛鋅處理下植株重金屬吸收累積、開(kāi)花前植株可溶性糖、淀粉、氮及IAA含量等生理生化指標(biāo)變化與開(kāi)花時(shí)間和雌花分化的相關(guān)性,以及主要相關(guān)代謝途徑關(guān)鍵酶基因的差異表達(dá)分析。探明不同鉛鋅脅迫下蓖麻的適應(yīng)性與開(kāi)花機(jī)制,對(duì)蓖麻產(chǎn)業(yè)化、能源化應(yīng)用于重金屬污染土壤修復(fù)具有一定的應(yīng)用價(jià)值。主要研究結(jié)果如下:(1)不同濃度Pb、Zn脅迫對(duì)蓖麻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。低濃度脅迫下(Pb2+=0.50 mM·kg-1,Zn2+=1.50mM·kg-1)蓖麻植株地莖、株高和葉面積有小幅度增加。隨著鉛鋅單一和復(fù)合脅迫濃度增加,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)各指標(biāo)呈顯著下降趨勢(shì)(P0.05),其中對(duì)地莖和節(jié)間長(zhǎng)的影響最為明顯,其次是株高。(2)不同濃度Pb、Zn單一和復(fù)合脅迫對(duì)蓖麻始花期、總花序長(zhǎng)度及雌花序長(zhǎng)度產(chǎn)生不同影響。低濃度的鉛鋅脅迫可促進(jìn)蓖麻雌性花的分化,始花期提前;高濃度的Pb、Zn單一和復(fù)合脅迫抑制植株生殖生長(zhǎng),推遲開(kāi)花。(3)不同濃度Pb、Zn脅迫時(shí),蓖麻對(duì)Pb2+、2Zn2+和營(yíng)養(yǎng)元素N的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)有顯著差異。蓖麻不同器官Pb2+、Zn2+積累量表現(xiàn)為:根葉片,相同摩爾濃度脅迫時(shí)蓖麻對(duì)Pb2+、Zn2+的累積量表現(xiàn)為Zn2+Pb2+。單一和復(fù)合Pb、Zn脅迫時(shí),植株根系和葉片全N含量隨脅迫濃度的增加先增后減,單一Pb2+處理濃度為1.00 mM·kg-1時(shí)葉片和根系的全N量最高達(dá)到15.25 mg·g-1、8.12 mg·g-1;單一 Zn2+脅迫濃度為4.50 mM·kg-1時(shí),葉片全氮含量較對(duì)照顯著高出18.77%,而根系全氮含量較對(duì)照降低約1.15%。Pb2++Zn2+復(fù)合脅迫濃度為1.00+3.00 mM·kg-1時(shí),葉片和根系全氮含量分別較對(duì)照處理組高出22.77%,5.59%。(4)Pb、Zn單一和復(fù)合脅迫對(duì)植株體內(nèi)的生理生化指標(biāo)產(chǎn)生不同影響�？扇苄蕴呛偷矸酆烤霈F(xiàn)“低促高抑”現(xiàn)象,C/N比先升后降。單一Pb2+處理時(shí),葉片內(nèi)脯氨酸含量隨脅迫濃度的增加先升后降,單一Zn2+和Pb2++Zn2+復(fù)合脅迫時(shí),葉片脯氨酸含量隨脅迫濃度的增加逐漸增加,且不同濃度處理組脯氨酸含量均高于對(duì)照組。IAA氧化酶和POD氧化酶均表現(xiàn)出隨脅迫濃度增加先增強(qiáng)后減弱的變化。IAA含量隨鉛鋅單一和復(fù)合脅迫濃度增加先減少后增加。(5)Pb、Zn脅迫下蓖麻葉片碳、氮含量、IAA含量與開(kāi)花時(shí)間、花序長(zhǎng)和雌花率相關(guān)。始花期與葉中可溶性糖含量和C/N比呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān),與淀粉、N含量和Zn2+含量呈不顯著負(fù)相關(guān);花序總長(zhǎng)度、雌花序相對(duì)長(zhǎng)度均與葉中可溶性糖含量和C/N比呈極顯著正相關(guān);葉中IAA含量與始花期呈極顯著正相關(guān),但與總花序長(zhǎng)和雌花序長(zhǎng)呈極顯著負(fù)相關(guān)。(6)與對(duì)照相比,1.50 mM·kg-1Pb2+ 脅迫時(shí)前20條pathway中,富集顯著的碳氮代謝途徑有氮、半乳糖和果糖和甘露糖代謝(P0.05);Zn2+脅迫濃度為3.00 mM·kg-1時(shí),富集顯著的代謝途徑有氮、淀粉和蔗糖、糖酵解/糖異生與果糖和甘露糖代謝(P0.05)。且參與代謝的關(guān)鍵酶基因總體表達(dá)下調(diào)。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X503.231;S565.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2816673