本文關(guān)鍵詞：鐵、磷營養(yǎng)降低植物Cd積累的機制　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：土壤鎘污染問題已經(jīng)成為威脅糧食產(chǎn)量和品質(zhì)最為嚴重的問題之一。因此,探索有效的技術(shù)或方法阻控鎘通過植物進入食物鏈迫在眉睫。其中,通過養(yǎng)分調(diào)控的農(nóng)藝管理措施阻控植物鎘吸收是一種綠色、經(jīng)濟、環(huán)保的策略。大量研究發(fā)現(xiàn)Fe、P營養(yǎng)供應(yīng)與鐵的吸收系統(tǒng)I]RT1密切相關(guān),而且IRT1又是植物吸收鎘離子的關(guān)鍵途徑之一。本文以野生型擬南芥Co1-0及以該生態(tài)型為背景的鐵吸收功能缺失突變體irt1-1、irt1-2為研究材料,研究了 Fe、P營養(yǎng)供應(yīng)對植物鎘吸收和積累的影響及其機制。主要研究結(jié)果如下:1.采用營養(yǎng)液培養(yǎng)的方法,研究了鎘脅迫狀況下,野生型擬南芥生長狀況的變化。結(jié)果表明,鎘脅迫導(dǎo)致野生型擬南芥葉片出現(xiàn)了失綠黃化、葉柄壞死枯萎,生長受阻的癥狀。當(dāng)在營養(yǎng)液中外源供鐵時或缺磷時,野生型擬南芥中的上述鎘脅迫癥狀得到顯著減輕,同時擬南芥體內(nèi)鎘的含量也顯著降低。這表明,增加供鐵或缺磷可通過減少擬南芥對鎘的積累緩解鎘的毒害脅迫。2.采取植物組織染色的方法,研究了鎘脅迫下野生型擬南芥根尖活性氧(ROS)和細胞膜完整性的變化。結(jié)果表明,植物根尖ROS含量顯著增加,細胞膜受損嚴重。當(dāng)增加外源供鐵時,根尖ROS和Evans blue染色程度顯著降低;缺磷時,顯著降低了根尖ROS的積累�？梢�,增加供鐵或缺磷減輕了鎘對根系造成的氧化損傷,從而增強了擬南芥植株對鎘毒的耐性。3.通過實時定量PCR分析,研究了鎘脅迫下,增加供鐵Fe或缺P對二價鐵轉(zhuǎn)運體1RT1基因表達的調(diào)控作用。結(jié)果顯示,增加供鐵時,植物根系中IRT1的基因表達水平顯著下降。同時,擬南芥對鎘的吸收明顯受到抑制。缺磷時,雖然IRT1的基因表達量反而上升,但是擬南芥對鎘的吸收同樣明顯受到抑制。可見,增加供鐵可通過降低IRT1的表達水平,降低植物根系對鎘的吸收,達到緩解鎘毒害的效果。而缺磷卻可能是通過非IIRT1途徑減少植物對鎘的吸收,緩解榻毒。4.采用Fe-Cd間隔、共存循環(huán)處理和P-Cd間隔循環(huán)處理的實驗方法,研究了鎘脅迫下,增加供鐵或缺磷對擬南芥鎘吸收的影響。結(jié)果表明,增加供鐵或缺磷均減少了植物對鎘的吸收和積累。基于循環(huán)處理,我們發(fā)現(xiàn)增加外源供鐵還可以通過增強Fe、Cd吸收間的競爭作用降低植物根系對鎘的吸收。進一步驗證了缺磷減少植物對鎘的吸收是通過非IRT1途徑實現(xiàn)的,該過程與P-Cd之間的拮抗作用無關(guān)。
[Abstract]:The problem of soil cadmium pollution has become one of the most serious problems on the yield and quality of food threat. Therefore, to explore the effective method of preventing and controlling technology or cadmium enters into the food chain through plant is imminent. Among them, the agronomic management measures of nutrient regulation resistance controlled plant cadmium absorption is a kind of green economy, environmental protection, the study found a large number of strategies. Fe, P and iron nutrition supply is closely related to the absorption of I]RT1 and IRT1 system, and is one of the key ways of plant uptake of cadmium ion. The wild type Arabidopsis Co1-0 and the ecological background of the iron absorption function of mutant irt1-1, irt1-2 as the study material, study the effect of P Fe, the absorption and accumulation of nutrient supply cadmium and its mechanism. The main results are as follows: 1. using the method of nutrient solution culture, the effects of Cd stress conditions, changes in wild type Arabidopsis growth conditions. The results show that, Cadmium stress leads to wild type Arabidopsis leaves appeared chlorosis, necrotic petiole wither, the growth of symptoms. When in nutrient solution for exogenous iron or phosphorus deficiency, the wild type Arabidopsis cadmium stress symptoms was significantly reduced, the cadmium content of Arabidopsis thaliana was significantly lower at the same time. This shows that the increase of iron supply or phosphorus can reduce the accumulation of cadmium in Arabidopsis alleviated the toxicity of Cd stress.2. take the method of plant tissue staining, under cadmium stress were studied in wild type Arabidopsis root active oxygen (ROS) and the integrity of the cell membrane. The results show that the content of ROS in plant roots increased significantly, cell membrane increased when severely damaged. Exogenous iron supply, ROS and Evans blue apical staining degree was significantly decreased; P, significantly reduced the root ROS accumulation. The increase for iron or phosphorus reduces oxidative damage caused by cadmium on root, thus increasing .3. strong tolerance to cadmium toxicity in Arabidopsis by real-time quantitative PCR analysis, studied under cadmium stress, increased regulation of iron Fe or lack of P expression in two valent iron transporter 1RT1 gene. The results showed that the increased iron supply, IRT1 in plant roots gene expression level was significantly decreased. At the same time, the absorption of Arabidopsis thaliana the CD was significantly inhibited. Phosphorus deficiency, while the expression of IRT1 increased, but the absorption of cadmium in Arabidopsis also significantly inhibited. Obviously, increased iron supply through reducing the expression level of IRT1, reduce the absorption of cadmium in plant roots, to alleviate Cd toxicity and P deficiency may result. Is to reduce the uptake of cadmium by non IIRT1 pathway, alleviate the virus.4. by Fe-Cd bed interval, and P-Cd interval coexistence cycle treatment cycle treatment experimental method, studied under cadmium stress, increase the supply of iron or phosphorus deficiency on Arabidopsis cadmium absorption The effect. The results show that the increase for iron or phosphorus were reduced by plant uptake and accumulation of cadmium. Based on the cycle of treatment, we found that the increase of exogenous iron can also enhance Fe, competition between Cd absorption and reduce the absorption of plant roots on cadmium. Further validation of the phosphorus reduction in Cd uptake less the plant is achieved by non IRT1 pathway, independent of antagonism between the process and the P-Cd.

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X173;X53

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本文編號：1380035