鋁(Al)是地殼中含量最豐富的金屬元素,其含量約占地殼的8%。世界約40%、中國(guó)約21%的耕作土壤中作物受到鋁毒害影響。鋁毒是酸性土壤(p H≤5)中限制作物生長(zhǎng)和生產(chǎn)的重要因素,植物遭受鋁毒的最初癥狀是抑制根系生長(zhǎng),進(jìn)而抑制植株根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收,降低作物產(chǎn)量。硼(B)是高等植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的微量元素之一,缺硼癥狀首先出現(xiàn)于根系,與鋁毒癥狀相似,且細(xì)胞壁被認(rèn)為是缺硼和鋁毒作用的主要位點(diǎn)。近年來(lái),關(guān)于硼對(duì)植株鋁毒的緩解機(jī)制廣有報(bào)道,但其多針對(duì)于一年生作物,而對(duì)多年生植株,尤其是柑橘中鋁毒害的研究相對(duì)較少。柑橘是我國(guó)重要的水果作物,其主要種植在南方酸性土壤中,硼缺乏和鋁毒害并存問(wèn)題在柑橘園很常見(jiàn)。枳殼砧木(枳砧)[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]作為我國(guó)柑橘的主栽砧木,屬硼敏感型品種,因此,本研究以枳砧幼苗為試驗(yàn)材料,采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)方式,利用熒光染料活體染色、傅里葉紅外光譜(FTIR)、¹³C固體核磁共振(¹³C-NMR)、X射線衍射(XRD)、非靶標(biāo)代謝(GC-TOF-MS)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描/透射...

【文章頁(yè)數(shù)】：174 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.文獻(xiàn)綜述
    1.1 酸性土壤中的鋁毒
        1.1.1 酸性土壤概況
        1.1.2 酸性土壤中鋁的形態(tài)及其活化
        1.1.3 鋁毒對(duì)植物生長(zhǎng)的影響
        1.1.4 鋁毒對(duì)植物氧化應(yīng)激的影響
        1.1.5 鋁毒對(duì)植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)代謝的影響
        1.1.6 鋁毒對(duì)植物細(xì)胞壁特性的影響
        1.1.7 鋁毒對(duì)植物細(xì)胞質(zhì)膜特性的影響
    1.2 植物的耐鋁機(jī)制
        1.2.1 植物耐鋁的外部排斥機(jī)制
            1.2.1.1 促進(jìn)根細(xì)胞分泌有機(jī)酸
            1.2.1.2 提高根際pH屏障
            1.2.1.3 改變細(xì)胞壁特性
            1.2.1.4 提高植株耐鋁性的其它外排機(jī)制
        1.2.2 植物耐鋁的內(nèi)部耐受機(jī)制
    1.3 硼的作用
        1.3.1 硼對(duì)植物生長(zhǎng)的重要性
        1.3.2 硼對(duì)植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的影響
        1.3.3 硼緩解植物鋁離子毒害
    1.4 柑橘的種植和生長(zhǎng)
2 研究目的、內(nèi)容和技術(shù)路線
    2.1 研究目的與意義
    2.2 研究?jī)?nèi)容
    2.3 技術(shù)路線
3 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系代謝產(chǎn)物及代謝通路的影響
    3.1 前言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試驗(yàn)材料
        3.2.2 試驗(yàn)處理
        3.2.3 樣品采集
        3.2.4 硼鋁含量的測(cè)定
        3.2.5 根系代謝產(chǎn)物濃度分析
        3.2.6 數(shù)據(jù)處理與分析
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧生長(zhǎng)參數(shù)及根系硼鋁含量的影響
        3.3.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系代謝產(chǎn)物的影響
        3.3.3 不同硼鋁處理下枳砧根系代謝產(chǎn)物的層級(jí)聚類和主成分分析
        3.3.4 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系代謝通路的影響
    3.4 討論
        3.4.1 硼是否對(duì)枳砧幼苗鋁毒具有緩解作用
        3.4.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系代謝通路的影響
    3.5 小結(jié)
4 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系A(chǔ)sA-GSH循環(huán)和AsA合成途徑的影響
    4.1 前言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 試驗(yàn)材料
        4.2.2 試驗(yàn)處理
        4.2.3 不同根段鋁含量測(cè)定
        4.2.4 根尖蘇木精和Morin染色
        4.2.5 不同根段過(guò)氧化氫(H₂O₂)的熒光染色
        4.2.6 根系相對(duì)伸長(zhǎng)率、根系丙二醛、H₂O₂含量和根系活力的測(cè)定
        4.2.7 AsA、GSH和GSSG含量的測(cè)定
        4.2.8 APX、GPX、γ-GCS、GR和DHAR酶活性測(cè)定
        4.2.9 根系代謝物含量的檢測(cè)與分析
        4.2.10 數(shù)據(jù)處理與分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系硼含量及不同根段鋁含量的影響
        4.3.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根尖蘇木精和Morin染色的影響
        4.3.3 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系MDA、H₂O₂、根系活力及根系相對(duì)伸長(zhǎng)率的影響
        4.3.4 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧不同根段H₂O₂熒光染色的影響
        4.3.5 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系A(chǔ)sA、GSH和GSSG含量的影響
        4.3.6 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系A(chǔ)PX、DHAR、GR、γ-GCS及GPX活性的影響
        4.3.7 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系A(chǔ)sA合成途徑中各代謝物含量的影響
    4.4 討論
        4.4.1 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系鋁積累情況的影響
        4.4.2 鋁脅迫下硼如何調(diào)控根系抗氧化劑系統(tǒng)清除體內(nèi)ROS的積累
        4.4.3 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系A(chǔ)sA合成途徑的影響
    4.5 小結(jié)
5 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系抗氧化酶系統(tǒng)及根系組分結(jié)構(gòu)的影響
    5.1 前言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗(yàn)材料
        5.2.2 試驗(yàn)處理
        5.2.3 樣品采集與根系相對(duì)伸長(zhǎng)量測(cè)定
        5.2.4 根和葉中硼鋁含量的測(cè)定
        5.2.5 根系細(xì)胞膜透性的測(cè)定
        5.2.6 根系丙二醛(MDA)、酶活性(SOD、POD、CAT)測(cè)定
        5.2.7 根系A(chǔ)PX和 PPO活性的測(cè)定
        5.2.8 根系可溶性蛋白、脯氨酸和抗壞血酸含量的測(cè)定
        5.2.9 傅里葉紅外光譜技術(shù)(FTIR)對(duì)根系組分結(jié)構(gòu)的分析
        5.2.10 數(shù)據(jù)處理與分析
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧幼苗生長(zhǎng)狀況的影響
        5.3.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧幼苗根系相對(duì)伸長(zhǎng)量和質(zhì)膜透性的影響
        5.3.3 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系和葉片硼鋁含量的影響
        5.3.4 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系抗氧化酶活性及H₂O₂含量的影響
        5.3.5 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系可溶性蛋白、脯氨酸、抗壞血酸和MDA含量的影響
        5.3.6 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系組分結(jié)構(gòu)的影響
    5.4 討論
        5.4.1 鋁脅迫下硼如何調(diào)控抗氧化酶系統(tǒng)消除鋁誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激
        5.4.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系組分結(jié)構(gòu)的影響
    5.5 小結(jié)
6 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁果膠組分及纖維素特性的影響
    6.1 前言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 試驗(yàn)材料
        6.2.2 試驗(yàn)處理
        6.2.3 樣品采集與硼、鋁含量測(cè)定
        6.2.4 根系蘇木精染色、根尖ROS(H₂O₂和O2
.-)活性以及細(xì)胞活力熒光染色
        6.2.5 根系胼胝質(zhì)含量測(cè)定
        6.2.6 粗細(xì)胞壁的提取
        6.2.7 細(xì)胞壁果膠的制備
        6.2.8 根系細(xì)胞壁果膠、KDO含量和甲基酯化度的測(cè)定
        6.2.9 根尖透射電鏡切片的制備
        6.2.10 傅里葉紅外光譜技術(shù)(FTIR)對(duì)根系細(xì)胞壁組分結(jié)構(gòu)的分析
        6.2.11 ¹³C-固體核磁共振技術(shù)(¹³C-NMR)對(duì)根系細(xì)胞壁有機(jī)碳結(jié)構(gòu)分析
        6.2.12 X射線衍射(XRD)對(duì)根系細(xì)胞壁有纖維素結(jié)晶度分析
        6.2.13 數(shù)據(jù)處理與分析
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧長(zhǎng)勢(shì)、株高、根長(zhǎng)及各部位干鮮重的影響
        6.3.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧不同部位、根和葉細(xì)胞壁中硼鋁含量的影響.
        6.3.3 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系活性氧和胼胝質(zhì)含量、蘇木精染色、細(xì)胞活力的影響
        6.3.4 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系果膠、KDO含量及甲基酯化度的影響
        6.3.5 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁厚度和細(xì)胞壁提取率的影響
        6.3.6 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁纖維素結(jié)構(gòu)的影響
        6.3.7 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁組分和結(jié)構(gòu)的影響
        6.3.8 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁有機(jī)碳結(jié)構(gòu)的影響
    6.4 討論
        6.4.1 鋁脅迫下硼降低細(xì)胞壁鋁、ROS積累促進(jìn)幼苗根系生長(zhǎng)
        6.4.2 鋁脅迫下硼改變細(xì)胞壁果膠含量及特性緩解鋁毒
        6.4.3 鋁脅迫下硼改變細(xì)胞壁纖維素含量及結(jié)晶度解鋁毒
    6.5 小結(jié)
7 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁各組分鋁分布及根尖鋁吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響
    7.1 前言
    7.2 材料與方法
        7.2.1 試驗(yàn)材料
        7.2.2 試驗(yàn)處理
        7.2.3 樣品采集與根系硼、鋁含量的測(cè)定
        7.2.4 細(xì)胞壁提取與分離
        7.2.5 細(xì)胞壁各組分鋁含量測(cè)定
        7.2.6 不同形態(tài)果膠、半纖維素1、半纖維素2含量測(cè)定
        7.2.7 根尖釕紅染色及透射電鏡分析
        7.2.8 不同形態(tài)果膠PME及甲基酯化度(DM)的測(cè)定
        7.2.9 堿溶性果膠結(jié)構(gòu)的原子力顯微鏡(AFM)圖像分析
        7.2.10 傅里葉紅外光譜技術(shù)(FTIR)對(duì)根系細(xì)胞壁組分結(jié)構(gòu)的分析
        7.2.11 X射線光電子能譜(XPS)和掃描電鏡X射線能譜儀(SEM-EDS)分析細(xì)胞壁表面鋁含量
        7.2.12 透射電鏡X射線能譜儀(TEM-EDS)分析細(xì)胞間隙、細(xì)胞質(zhì)和液泡中鋁的含量
        7.2.13 根尖實(shí)時(shí)定量PCR(qRT-PCR)
        7.2.14 根MDA和 H₂O₂含量、總抗氧化能力(T-AOC)和質(zhì)膜H⁺-ATPase活性的測(cè)定
        7.2.15 數(shù)據(jù)處理與分析
    7.3 結(jié)果與分析
        7.3.1 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧幼苗長(zhǎng)勢(shì)和生長(zhǎng)參數(shù)的影響
        7.3.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁不同組分鋁含量的影響
        7.3.3 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁表面鋁含量的影響
        7.3.4 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁各組分含量的影響
        7.3.5 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系不同形態(tài)果膠含量及特性的影響
        7.3.6 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系堿溶性果膠分子形貌的影響
        7.3.7 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根尖細(xì)胞間隙、細(xì)胞質(zhì)和液泡鋁含量的影響
        7.3.8 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根尖鋁吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因表達(dá)量的影響
        7.3.9 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系H₂O₂和MDA含量、T-AOC和質(zhì)膜H⁺-ATPase活性的影響
    7.4 討論
        7.4.1 硼降低枳砧根系細(xì)胞壁鋁含量緩解鋁對(duì)植株造成的毒害作用
        7.4.2 硼影響果膠含量及特性,特別作用于堿溶性果膠
        7.4.3 硼減少根尖對(duì)鋁的吸收、增加鋁向液泡的轉(zhuǎn)運(yùn)
    7.5 小結(jié)
8 總結(jié)與展望
    8.1 主要結(jié)論
        8.1.1 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系代謝產(chǎn)物及代謝通路的影響
        8.1.2 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系抗氧化防御系統(tǒng)的影響
        8.1.3 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系果膠及纖維素含量及特性的影響
        8.1.4 硼對(duì)鋁脅迫下枳砧根系細(xì)胞壁各組分鋁分布及根尖鋁吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響
    8.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    8.3 不足之處與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
研究生期間主要成果
致謝



本文編號(hào)：3806539

boshi