錳污染是全球酸性土壤上主要的植物生長(zhǎng)限制因子,它不但降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),而且可通過(guò)食物鏈危害人類健康。植物修復(fù)技術(shù)是治理錳污染土壤最重要的方法之一,優(yōu)選適合的修復(fù)植物則是應(yīng)用該技術(shù)的關(guān)鍵。蒼耳(Xanthium strumarium)具有生物量大、生長(zhǎng)速度快和生態(tài)適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),并且錳耐性強(qiáng),是錳污染土壤修復(fù)的理想候選材料。雖然植物錳耐性方面的研究已有報(bào)道,但植物整個(gè)生活史對(duì)錳脅迫的響應(yīng)以及錳脅迫下錳累積與解毒的生理與分子機(jī)制仍不完全清楚。本論文以礦山生態(tài)型蒼耳(ME)和非礦山生態(tài)型蒼耳(NME)為材料,結(jié)合室內(nèi)盆栽和水培實(shí)驗(yàn),采用顯微觀察、超薄切片技術(shù)、常規(guī)理化分析手段以及高通量測(cè)序和熒光定量PCR等相結(jié)合的方法,開展了錳脅迫下蒼耳的物候特征與生物量分配策略、葉片和根系顯微及超微結(jié)構(gòu)特征、生理響應(yīng)特點(diǎn)、錳在各器官和亞細(xì)胞水平的積累分布規(guī)律及賦存形態(tài)、葉片在轉(zhuǎn)錄水平上對(duì)錳脅迫的響應(yīng)等方面的研究。主要研究結(jié)果為:(1)錳脅迫下蒼耳物候和生物量分配策略在2種生態(tài)型之間和不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期存在顯著差異。與NME相比,錳脅迫下ME的抽薹、開花和結(jié)實(shí)時(shí)間分別提前了1.50～3.50d、2.50...

【文章頁(yè)數(shù)】：251 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 錳污染現(xiàn)狀及危害
        1.1.1 錳污染現(xiàn)狀
        1.1.2 錳污染的危害
    1.2 生態(tài)型的定義與分類
    1.3 錳對(duì)植物的影響
        1.3.1 錳對(duì)植物生長(zhǎng)的影響
        1.3.2 錳對(duì)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
        1.3.3 錳對(duì)植物光合作用的影響
        1.3.4 錳對(duì)植物抗逆生理特性的影響
    1.4 植物體內(nèi)錳的累積、分布和賦存形態(tài)
        1.4.1 錳在植物體內(nèi)的累積
        1.4.2 錳在植物體內(nèi)的分布特征
        1.4.3 錳在植物體內(nèi)的賦存形態(tài)
    1.5 植物對(duì)錳的分子響應(yīng)機(jī)制
    1.6 研究目的與研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 問(wèn)題提出
        1.6.2 研究目的與意義
        1.6.3 研究?jī)?nèi)容
    1.7 研究技術(shù)路線
2 錳脅迫對(duì)蒼耳物候和生物量分配的影響
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 植物培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)處理
        2.1.3 種子萌發(fā)和生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定
        2.1.4 物候期的觀測(cè)
        2.1.5 生物量的測(cè)定
        2.1.6 數(shù)據(jù)處理
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 錳脅迫對(duì)蒼耳種子萌發(fā)的影響
        2.2.2 錳脅迫對(duì)蒼耳物候的影響
        2.2.3 錳脅迫對(duì)蒼耳生物量及其分配的影響
    2.3 討論
        2.3.1 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳的種子萌發(fā)特性
        2.3.2 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳的物候特征
        2.3.3 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳的生物量分配策略
    2.4 小結(jié)
3 錳脅迫對(duì)蒼耳葉片和根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 植物培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)處理
        3.1.2 顯微結(jié)構(gòu)觀察
        3.1.3 表皮氣孔觀察
        3.1.4 超微結(jié)構(gòu)觀察
        3.1.5 測(cè)量與數(shù)據(jù)處理
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 錳脅迫對(duì)蒼耳葉片形態(tài)與結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 錳脅迫對(duì)蒼耳根系形態(tài)與結(jié)構(gòu)的影響
    3.3 討論
        3.3.1 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳葉片的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化
        3.3.2 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化
    3.4 小結(jié)
4 蒼耳對(duì)錳脅迫的光合及生理生化響應(yīng)
    4.1 材料與方法
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 植物培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)處理
        4.1.3 光合生理指標(biāo)的測(cè)定
        4.1.4 抗逆生理指標(biāo)的測(cè)定
        4.1.5 數(shù)據(jù)處理
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 錳脅迫對(duì)蒼耳光合生理特性的影響
        4.2.2 錳脅迫對(duì)蒼耳抗逆生理特性的影響
    4.3 討論
        4.3.1 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳的光合生理特性
        4.3.2 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳的抗逆生理特性
    4.4 小結(jié)
5 錳在蒼耳器官和亞細(xì)胞水平的積累分配規(guī)律及賦存形態(tài)
    5.1 材料與方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.1.2 植物培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)處理
        5.1.3 植物收獲與分析
        5.1.4 錳的亞細(xì)胞組分測(cè)定
        5.1.5 錳的化學(xué)形態(tài)測(cè)定
        5.1.6 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制
        5.1.7 數(shù)據(jù)處理
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 錳脅迫下蒼耳各器官錳的積累分配規(guī)律
        5.2.2 錳在蒼耳中的亞細(xì)胞分布
        5.2.3 錳在蒼耳中的化學(xué)形態(tài)
    5.3 討論
        5.3.1 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳對(duì)錳的累積和轉(zhuǎn)運(yùn)特征
        5.3.2 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳中錳的亞細(xì)胞分布特征
        5.3.3 錳脅迫下2種生態(tài)型蒼耳中錳的化學(xué)形態(tài)特征
    5.4 小結(jié)
6 蒼耳葉片響應(yīng)錳脅迫的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究
    6.1 實(shí)驗(yàn)材料
        6.1.1 植物培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)處理
        6.1.2 主要儀器設(shè)備與試劑
    6.2 實(shí)驗(yàn)方法
        6.2.1 RNA提取與質(zhì)量檢測(cè)
        6.2.2 cDNA文庫(kù)構(gòu)建與RNA-Seq測(cè)序
        6.2.3 數(shù)據(jù)組裝與生物信息學(xué)分析
        6.2.4 部分差異表達(dá)基因的qRT-PCR驗(yàn)證
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及數(shù)據(jù)組裝
        6.3.2 Unigenes功能注釋與分析
        6.3.3 差異表達(dá)基因功能注釋與富集分析
        6.3.4 蒼耳可能參與錳脅迫防御和解毒機(jī)制的候選基因及其表達(dá)
        6.3.5 部分差異表達(dá)基因qRT-PCR驗(yàn)證
    6.4 討論
        6.4.1 蒼耳轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與序列組裝
        6.4.2 2種生態(tài)型蒼耳在錳脅迫下的轉(zhuǎn)錄水平差異
        6.4.3 差異表達(dá)基因的功能注釋
        6.4.4 錳脅迫防御和解毒相關(guān)基因及功能預(yù)測(cè)
    6.5 小結(jié)
7 主要研究結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與展望
    7.1 主要研究結(jié)論
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3870096