本論文以我們在中國最大的銅礦——江西省德興銅礦礦區(qū)篩選并報道的超積累Cu植物紫鴨跖草(Setcreasea purpurea Boom.)為試驗材料,綜合運用溶液培養(yǎng)法、相關(guān)酶分析方法、ICP-AES元素測定技術(shù)、差速和超速離心技術(shù)以及分子生物學研究技術(shù)等從幾個不同方面研究了該植物對Cu的超積累機理,取得了如下的結(jié)果。 紫鴨跖草(Setcreasea purpurea Boom.)能夠超積累Cu,在1000μmol·L~(-+) Cu供應(yīng)水平時,紫鴨跖草地上部和地下部銅濃度分別高達1105和1210mg.kg~(-1)干重。紫鴨跖草對銅的吸收和轉(zhuǎn)運效率依賴于培養(yǎng)液中的銅供應(yīng)濃度,250μmol·L~(-1)以上Cu處理使Cu的轉(zhuǎn)運效率急劇上升。 在不同濃度Cu供應(yīng)時,紫鴨跖草對其必需養(yǎng)分元素的吸收和積累維持正常,它們的濃度均在保證一般植物正常生長的濃度范圍內(nèi)。100μmol·L~(-1)～250μmol·L~(-1) Cu的供應(yīng)能明顯促進植物生長。高濃度Cu對根和莖葉部分的蛋白質(zhì)的含量、合成及氨基酸的組成有顯著的影響。 運用差速離心技術(shù)研究了Cu在紫鴨跖草亞細胞內(nèi)的分配特征,結(jié)果表明,細胞壁是Cu分布的主要位點之一,其次,葉綠體中的Cu占葉片全Cu的較大比例。在接觸高Cu或接觸時間延長情況下,根細胞中Cu向細胞壁的分配增加,而向葉綠體中的分配減少,而葉細胞中Cu向葉綠體中的分配增多,向細胞壁的分配減少。 運用化學試劑順序提取法和酶解法研究了Cu在紫鴨跖草的根和葉片中的賦存形態(tài),結(jié)果顯示,葉片中Cu主要與氨基酸和小分子色素、蛋白質(zhì)、多糖等結(jié)合,而根中Cu則主要與纖維素、膜結(jié)合蛋白等細胞壁物質(zhì)相結(jié)合。根組織中細胞壁結(jié)合態(tài)Cu有60%左右與纖維素和/或果膠等相結(jié)合,能夠被纖維素酶或離析酶所溶解。 通過研究紫鴨跖草葉中抗氧化體系主要參數(shù)在不同濃度Cu影響下的變化發(fā)現(xiàn),活性氧和自由基清除體系的APX、GPX、CAT和SOD活性根部始終高于葉部。在高于250μmol·L~(-1) Cu處理時APX、GPX和SOD活性各抗氧化酶活性均顯著升高,在低于250μmol·L~(-1) Cu處理時表現(xiàn)各異。只有CAT活性卻一直隨Cu濃度的增大而下降。根部和葉部GR活性在100和250μmol·L~(-1) Cu處理時顯著高于其它Cu供應(yīng)水平,GSH含量在250μmol·L~(-1) Cu處理時較高;根中脯氨酸含量與Cu供應(yīng)水平成線性相關(guān),葉中脯氨酸含量與Cu供應(yīng)水平成線性負相關(guān)。質(zhì)膜透性和膜脂過氧化研究也表明紫鴨跖草在低于50或高于250μmol·L~(-1) Cu供應(yīng)時分別受到Cu缺乏或中毒脅迫。光合速率和蒸騰速率的試驗結(jié)果以及根系活性研究結(jié)果均表明紫鴨跖草在較高濃度Cu供應(yīng)時生長良好。 以上研究結(jié)果表明紫鴨跖草對Cu有很大耐性和富集能力,又由于該植物的生物量較大、生長速率高,因此它在銅污染土壤的植物修復(fù)中有很大的應(yīng)用潛力。
【學位單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：S682.36;X173
【部分圖文】：

倍)、精氨酸 (l.73倍)、異亮氨酸 (1.72倍)、賴氨酸 (1.61倍)，這些蛋白質(zhì)膚鏈中的殘基(如一C00H、一NHZ、一SH等)均能與Cuz+鰲合，而且蛋白質(zhì)的SDS一PAGE電泳發(fā)現(xiàn)根部有新的蛋白帶(見圖3一3)，經(jīng)等離子體發(fā)射光譜儀測定其含Cu量為 2.02mg.g一‘蛋白質(zhì)，這是銅鹽脅迫下誘導表達銅結(jié)合蛋白，可能是紫鴨拓草受銅鹽毒害的保護機制之一，即通過對Cu離子的鰲合減輕Cu鹽的危害，薛艷〔243，等對銅脅迫下2種不同耐性青菜品種響應(yīng)差異的機制研究的結(jié)果也有相似的結(jié)論。而脯氨酸的增加是大多數(shù)植物抗旱、抗寒、抗鹽性的體現(xiàn)。地上部分蛋白質(zhì)含量對照組是實驗組的1.41倍。圖3一2氨基酸組成與含量Figure3一 2Aminoacidcompositionandeontent圖3一3紫鴨拓草莖部、根部和葉部水溶性蛋白質(zhì)電泳圖FigureZ一3P即 teineleetropherogramof占觸 tcreaseaPurPureaBooln.instems、 rootsandleaves.注:蛋白質(zhì)電泳圖譜中A，c，E為莖部、根部、葉部對照;B

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 周燕;鳳丹對銅的耐性機理、丹皮酚與抗氧化脅迫能力的關(guān)系[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2011年

本文編號：2830727