土壤產(chǎn)脫落酸菌阻控植物鎘積累的機(jī)制及應(yīng)用研究
本文選題:產(chǎn)ABA菌 + 產(chǎn)量; 參考:《浙江工商大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:重金屬污染已成為全球范圍的主要問題之一,其中土壤鎘(Cd)污染已成為當(dāng)今社會普遍關(guān)注的問題。Cd極易被農(nóng)作物根系吸收并在體內(nèi)積累,直接影響作物的生長和發(fā)育,造成農(nóng)作物減產(chǎn)及Cd的積累。作物中的Cd還將通過食物鏈的富集作用進(jìn)入人體,對人類的健康造成嚴(yán)重威脅。因此,尋找合適的方法以緩解土壤Cd污染對作物的生長脅迫并降低作物體內(nèi)Cd的含量尤為重要。本論文以野生型(wt)、ABA 敏感相關(guān)(abi1/hab1/abi2、abi1/hab1/pp2Ca和snrk2.2/2.3)、鎘吸收相關(guān)(irt1-1和irt1-2)的突變體擬南芥和蔬菜作物小白菜(Brassica chinensis L.)為供試材料,提出了施用產(chǎn)脫落酸(abscisic acid,ABA)的微生物菌肥可有效緩解土壤Cd脅迫并降低植物體內(nèi)鎘含量的新措施及其內(nèi)在作用機(jī)制,為中輕度Cd污染土壤的作物的安全生產(chǎn)提供新的技術(shù)途徑。主要取得以下幾方面的研究結(jié)果:(1)1-5 mg kg-1 Cd顯著降低了擬南芥地上部的鮮重,降幅為16-40%。與滅活菌對照相比,接種枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense)后受Cd脅迫的擬南芥地上部鮮重增加38-102%,Cd誘導(dǎo)的氧化脅迫(MDA,H2O2和O2·-含量降低、抗氧化酶POD、SOD和CAT活性降低)及光合作用抑制(Fm、Fv/FmYⅡ含量下降)均有所減緩。此外,與滅活菌對照相比,接種上述兩種菌后擬南芥地上部Cd含量降低了 748%。上述結(jié)果表明,枯草芽孢桿菌和巴西固氮螺菌的應(yīng)用可減緩Cd誘導(dǎo)的氧化損傷和光合作用抑制,促進(jìn)擬南芥的生長并降低Cd含量。(2)與滅活菌對照相比,將枯草芽孢桿菌和巴西固氮螺菌接種于受Cd脅迫的ABA敏感型突變體擬南芥abi1/hab1/abi2和abi1/hab1/pp2Ca后,可出現(xiàn)以下有益效果:地上部鮮重增加27-61%;地上部的MDA、H202和O2·-水平顯著降低;光合系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)活性顯著增加;Cd含量降低35-49%。相反地,上述各個指標(biāo)于同樣處理下的ABA不敏感型突變體snrk2.2/2 3中均未明顯改變。該結(jié)果說明,枯草芽孢桿菌和巴西固氮螺菌在緩解Cd脅迫過程中起到的重要作用由ABA介導(dǎo)。此外,與無菌對照相比,將枯草芽孢桿菌、巴西固氮螺菌接種于受Cd脅迫的wt擬南芥后根部IRT1、ZIP4、Nramp1和Nramp4的基因表達(dá)分別下調(diào)93%、45%、27%和20%及78%、54%、19%和12%。該結(jié)果表明,產(chǎn)ABA菌可能會影響上述植物中的Cd吸收途徑。值得注意的是:接種產(chǎn)ABA菌可緩解野生型擬南芥Cd脅迫的現(xiàn)象在IRT1突變體irt1-1和irt1-2中并沒有觀察到;在3 mg kg-1 Cd污染土壤中接種產(chǎn)ABA菌可降低wt野生型擬南芥地上部Cd含量達(dá)33-39%,但在突變體irt1-1和irt1-2地上部Cd含量下降僅有9-13%。上述結(jié)果說明IRT1在產(chǎn)ABA菌緩解Cd脅迫和降低植物Cd含量的過程中起到重要作用。綜上,枯草芽孢桿菌和巴西固固氮螺菌是通過IRT1-ABA介導(dǎo)的抑制Cd吸收的機(jī)制來提高植物產(chǎn)量并降低Cd水平。(3)與無菌對照相比,接種枯草芽孢桿菌和巴西固氮螺菌使Cd脅迫小白菜生物量分別增加了 28-281%和26-255%,Cd含量降低了40-79%和43-77%。同時,接菌處理也減輕了Cd誘導(dǎo)的光合作用抑制(SPAD、NPQ、Fv/Fm、YⅡ、qP和ETR增加)和氧化損傷(MDA、H2O2和O2·-含量降低)。此外,枯草芽孢桿菌和巴西固氮螺菌的應(yīng)用也顯著提高了Cd處理植物的抗氧化品質(zhì)(總酚、黃酮、抗壞血酸和DPPH清除活性)和營養(yǎng)品質(zhì)(可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì));谶@些結(jié)果,我們認(rèn)為Cd脅迫下枯草芽孢桿菌和巴西固氮螺菌的應(yīng)用是改善小白菜生物量的生產(chǎn)和品質(zhì)的一個有效的方法。
[Abstract]:Cd - induced oxidative stress ( abi1 / hab1 / abi2 , abi1 / hab1 / pp2Ca and snrk2 . 2 / 2.3 ) , Cd uptake - related ( irt1 - 1 and irt1 - 2 ) mutant Arabidopsis and Brassica chinensis L . The results showed that the growth of Cd in wild - type Arabidopsis thaliana was reduced by 27 - 61 % , and the content of Cd in the plant was reduced by 35 - 49 % . In addition , the application of Bacillus subtilis and Brazilian azotobacter also significantly increased the antioxidant qualities of Cd - treated plants ( total phenols , flavonoids , ascorbic acid , and anti - activity ) and nutritional quality ( soluble sugars and soluble proteins ) . Based on these results , we found that the application of Bacillus subtilis and Brazilian azotobacter under Cd stress was an effective way to improve the production and quality of biomass .
【學(xué)位授予單位】:浙江工商大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:X17;X53
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:2026419
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