鉛（Pb）是最具毒性的重金屬持久性污染物之一。鉛污染已成為世界范圍內廣泛關注的環(huán)境問題。土壤鉛污染會嚴重影響植物（作物）種子的萌發(fā)、生長發(fā)育及結實等過程,進入食物鏈會嚴重損傷人的神經、免疫及生殖系統,且具有累積性。土壤重金屬包括鉛污染的植物修復被認為是廉價且最具潛力的重金屬污染土壤修復技術�，F有公認的重金屬富集植物普遍存在生物量小、生長周期長等特點,篩選和創(chuàng)制耐受Pb污染的富集植物并解析其內在的富集和耐受機制具有重要的實踐和理論價值。 前期對多種植物鉛耐受性篩選評價中發(fā)現,苦蕎屬于高耐鉛的植物�？嗍w具有地域適應性強,生育期短、生物量豐富等特點,是潛在可用于鉛污染修復的植物。目前尚未有苦蕎Pb耐受性及富集的系統研究報道,對其響應鉛脅迫的代謝途徑及基因表達調控機制尚待揭示。本研究以苦蕎“九江苦蕎”為材料,在利用透射電鏡比較Pb在苦蕎不同組織定位及重金屬含量測定的基礎上,采用Illumina測序技術分析鉛脅迫苦蕎葉片的高質量轉錄組數據,鑒定與鉛耐受機制相關的關鍵基因和途徑,并利用重金屬耐受缺陷的酵母中的過表達以及擬南芥突變體中基因的過表達驗證基因的功能,旨在為植物修復提供理論依據。主要研究結果...

【文章頁數】：150 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖2-1不同濃度鉛脅迫處理對苦蕎生長的影響

土壤中有效濃度的鉛首先通過根系進入植物體內不同的組織部位,繼而影響植物的生長狀態(tài),主要癥狀有生長發(fā)育遲緩、葉片顏色加重(深綠色)或者枯萎變黃,最終導致植株提前死亡。我們通過不同濃度(0、1000、2000、5000和10000mg/kg)的Pb(NO3)2對生長約15d的幼苗....

圖2-2鉛脅迫處理下苦蕎不同組織中超微結構

這表明,在鉛處理下,土壤中的鉛離子被運輸至根系的細胞間隙,未能跨過細胞壁和膜過入到根系的細胞內;然后通過莖被運送至苦蕎的葉片中。鉛進入到葉片組織,被跨膜轉運至細胞內部,最終存儲于葉片細胞的液泡中。2.3.3鉛在苦蕎不同組織中含量

圖2-3不同濃度鉛脅迫下苦蕎各組織鮮重和鉛含量

待苦蕎植株成熟(種子灌漿飽滿),收集不同濃度處理下的各組織部位,進行鮮重的測量,記錄數據;并對烘干后的樣品進行鉛含量的測定(由于種子中未測到鉛含量,因此數據未列出,在本試驗中不作比較)。與對照組相比,鉛處理下的苦蕎植株葉片鮮重隨著鉛濃度的增加而逐漸減少;莖的鮮重減少程度對比葉片較....

圖2-4不同濃度鉛處理下苦蕎葉片中脯氨酸、MDA、GSH含量和SOD和CAT活力A:脯氨酸含量;B:MDA含量;C:GSH含量;D:SOD活力;E:CAT活力;每組三個生物學重復,數據為平均值±標準偏差(P<0.05)。

可溶性糖和可溶性蛋白是植物體內滲透壓調節(jié)的重要物質,同時也為植物的代謝提供了營養(yǎng)和能量的來源。如圖2-5所示,隨著鉛脅處理濃度的增加,葉片中的可溶性糖和可溶性蛋白的含量均有不同程度的增加。鉛處理濃度在1000mg/kg時,可溶性糖和蛋白的含量顯著升高;鉛處理濃度增加一倍至200....

本文編號：4029874