土壤中的有毒重金屬可通過食物鏈輸送至人體內(nèi),引發(fā)嚴(yán)重的健康問題,從而影響我國農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。硅是土壤中僅次于氧的第二大元素,施硅已被證明可以緩解鎘也可以緩解砷的脅迫毒性。水稻是我國重要的糧食作物,研究水稻鎘砷脅迫響應(yīng)及施硅緩解的分子機(jī)制,對于水稻施硅解毒和土壤重金屬污染治理具有十分重要意義。本研究以生長30 d的水稻幼苗為材料,采用水培方式進(jìn)行鎘砷脅迫及施硅處理,研究水稻生長所受的影響,同時利用RNA-seq技術(shù)分析根系轉(zhuǎn)錄組差異,然后利用qRT-PCR技術(shù)對相關(guān)基因進(jìn)行驗證,取得的主要結(jié)果如下:1)研究結(jié)果表明,鎘、砷脅迫均會導(dǎo)致水稻幼苗根系褐變,且隨濃度升高和處理時間延長而進(jìn)一步加重,但加入硅處理后,根系褐變的程度明顯減輕。鎘、砷脅迫下,水稻幼苗的生長也均受抑制,而加硅處理則可明顯促進(jìn)脅迫條件下水稻的生長。當(dāng)鎘濃度為50μM處理3 d或砷濃度為25μM處理3 d時,水稻幼苗的鮮重、干重、株高和根長均會出現(xiàn)不同程度的下降;但是,鎘或砷脅迫下加入硅處理后,水稻幼苗的鮮重、干重、株高和根長均會增加。研究還發(fā)現(xiàn),施硅對脅迫條件下植株中鎘、砷的分布影響不同,施硅均可促進(jìn)根系中鎘、砷的...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 前言
    1.1 土壤鎘砷污染的來源與現(xiàn)狀
    1.2 土壤鎘砷污染的危害
    1.3 農(nóng)田土壤鎘砷污染的治理
    1.4 鎘砷對植物的脅迫效應(yīng)
    1.5 施硅緩解植物重金屬脅迫的研究進(jìn)展
        1.5.1 水稻硅吸收機(jī)制
        1.5.2 施硅緩解植物鎘砷脅迫毒性的機(jī)制
    1.6 RNA-seq在重金屬脅迫與解毒研究中的應(yīng)用
    1.7 本研究意義
2 材料與方法
    2.1 材料與試劑
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 qRT-PCR擴(kuò)增引物
        2.1.3 主要試劑
    2.2 主要設(shè)備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 材料的培養(yǎng)及處理
        2.3.2 鎘砷含量的測定
        2.3.3 水稻總RNA抽提、反轉(zhuǎn)錄及q RT-PCR分析
        2.3.4 RNA-seq測序
        2.3.5 葉綠素含量測定
        2.3.6 H₂O₂和O₂的組織化學(xué)染色
3 結(jié)果與分析
    3.1 鎘砷處理及施硅對水稻幼苗生長的影響
        3.1.1 鎘處理對水稻幼苗生長的影響
        3.1.2 砷處理對水稻幼苗生長的影響
        3.1.3 施硅影響水稻鎘砷脅迫的相關(guān)生理生化分析
    3.2 水稻鎘砷脅迫及施硅處理幼苗根系RNA-seq分析
        3.2.1 RNA-seq分析方案
        3.2.2 RNA-seq分析數(shù)據(jù)質(zhì)控
        3.2.3 RNA-seq數(shù)據(jù)概覽
        3.2.4 樣品間差異表達(dá)基因分析
    3.3 水稻根系鎘砷脅迫響應(yīng)分子機(jī)理
        3.3.1 氧化還原相關(guān)基因
        3.3.2 植物生長相關(guān)基因
        3.3.3 逆境反應(yīng)相關(guān)基因
        3.3.4 谷胱甘肽代謝相關(guān)基因
        3.3.5 植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因
        3.3.6 跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因
    3.4 水稻根系施硅緩解鎘砷脅迫分子機(jī)理
    3.5 qRT-PCR檢測相關(guān)基因表達(dá)差異
4 討論
    4.1 水稻鎘砷脅迫響應(yīng)的分子機(jī)理
    4.2 硅對水稻鎘砷脅迫緩解的分子機(jī)理
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3864097