幾種納米氧化物的生物效應(yīng)與機(jī)制
發(fā)布時(shí)間:2021-02-25 03:59
隨著納米材料在工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,不可避免地通過各種途徑進(jìn)入到環(huán)境中,因其獨(dú)特的理化性質(zhì)可能給生態(tài)環(huán)境帶來潛在的影響,由此帶來的環(huán)境影響和生態(tài)效應(yīng)值得更多的關(guān)注。本文選用金屬氧化物納米氧化鈰(CeO2 Nanoparticles)、納米氧化鐵(γ-Fe203 Nanoparticles)和非金屬氧化物納米氧化硅(SiO2 Nanoparticles)三種納米材料,以生菜、櫻桃蘿卜、水稻和轉(zhuǎn)基因水稻為供試植物,在溫室盆栽的條件下研究了納米材料對(duì)植物生長、吸收、轉(zhuǎn)化、生理活動(dòng)、微生物群落、酶活、激素等的影響。研究表明:(1)溫室盆栽條件下,土壤中添加CeO2納米顆粒后,能夠被植物生菜吸收,100 mg/kg下對(duì)生菜的生長有一定的促進(jìn)作用,但是1000 mg/kg會(huì)抑制生菜的生長,并且葉片中硝態(tài)氮含量和可溶性糖含量都顯著下降,說明CeO2對(duì)生菜有毒性效應(yīng)。通過測(cè)定植物根和莖葉組織中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和脂質(zhì)過氧化物(MDA)的活性,根中抗氧化酶受到了明顯的擾動(dòng),而葉片中未出現(xiàn)明顯的變化。XAFS結(jié)果證實(shí)根部有Ce3+存在,表明納米Ce02材料在生菜根部活化,發(fā)生...
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮寫詞表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.1 納米材料的來源、分類和應(yīng)用
1.2.2 納米材料的暴露途徑
1.2.3 納米材料的獨(dú)特性質(zhì)
1.2.4 納米材料環(huán)境生物效應(yīng)和毒理學(xué)研究進(jìn)展
1.3 研究目標(biāo)
1.4 研究內(nèi)容
2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制"> 1.4.1 納米CeO2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制
2對(duì)土壤-櫻桃蘿卜微生物系統(tǒng)的影響和變化"> 1.4.2 納米CeO2對(duì)土壤-櫻桃蘿卜微生物系統(tǒng)的影響和變化
2和普通SiO2對(duì)雜交水稻的不同影響比較"> 1.4.3 納米SiO2和普通SiO2對(duì)雜交水稻的不同影響比較
2O3對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的生物效應(yīng)及體內(nèi)激素變化"> 1.4.4 納米Fe2O3對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的生物效應(yīng)及體內(nèi)激素變化
1.5 技術(shù)路線
2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制">第二章 納米CeO2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制
2.1 引言
2.2 材料與方法
2 NPs懸浮液的配制"> 2.2.1 CeO2 NPs懸浮液的配制
2.2.2 植物培養(yǎng)和試驗(yàn)處理
2.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法
2.2.4 數(shù)據(jù)處理
2.3 結(jié)果與分析
2的表征"> 2.3.1 Sigma納米CeO2的表征
2對(duì)生菜組織中Ce含量的影響"> 2.3.2 納米CeO2對(duì)生菜組織中Ce含量的影響
2.3.3 生菜根系中Ce的化學(xué)形態(tài)
2對(duì)生菜生物量的影響"> 2.3.4 納米CeO2對(duì)生菜生物量的影響
2對(duì)生菜葉片SPAD值的影響"> 2.3.5 納米CeO2對(duì)生菜葉片SPAD值的影響
2對(duì)生菜蛋白質(zhì)含量的影響"> 2.3.6 納米CeO2對(duì)生菜蛋白質(zhì)含量的影響
2對(duì)生菜葉片硝態(tài)氮和可溶性糖含量的影響"> 2.3.7 納米CeO2對(duì)生菜葉片硝態(tài)氮和可溶性糖含量的影響
2對(duì)生菜根系抗氧化系統(tǒng)的影響"> 2.3.8 納米CeO2對(duì)生菜根系抗氧化系統(tǒng)的影響
2對(duì)生菜莖葉抗氧化系統(tǒng)的影響"> 2.3.9 納米CeO2對(duì)生菜莖葉抗氧化系統(tǒng)的影響
2.4 討論
2.5 小結(jié)
2對(duì)櫻桃蘿卜的生物效應(yīng)及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化">第三章 納米CeO2對(duì)櫻桃蘿卜的生物效應(yīng)及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化
3.1 引言
3.2 材料與方法
2和土壤的性質(zhì)"> 3.2.1 納米CeO2和土壤的性質(zhì)
3.2.2 植物培養(yǎng)和試驗(yàn)處理
3.2.3 土壤核酸的提取
3.2.4 PCR擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA的反應(yīng)條件
3.2.5 PCR產(chǎn)物純化
3.2.6 酶切反應(yīng)及酶切產(chǎn)物的純化
3.2.7 末端限制性片段長度多態(tài)性分析T-RFLP
3.2.8 克隆及測(cè)序分析
3.2.9 光合速率和葉綠素相對(duì)值的測(cè)定
3.2.10 透射電鏡觀察植物體內(nèi)Ce02NPs
3.2.11 植株內(nèi)Ce含量的測(cè)定
3.2.12 酶的活性檢測(cè)
3.2.13 土壤中Ce的價(jià)態(tài)
3.2.14 數(shù)據(jù)分析處理
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 土壤的形貌和基本理化性質(zhì)
2對(duì)櫻桃蘿卜生長的影響"> 3.3.2 納米CeO2對(duì)櫻桃蘿卜生長的影響
2對(duì)土壤細(xì)菌群落的多樣性影響"> 3.3.3 納米CeO2對(duì)土壤細(xì)菌群落的多樣性影響
2對(duì)櫻桃蘿卜光合作用的影響"> 3.3.4 納米CeO2對(duì)櫻桃蘿卜光合作用的影響
2的吸收和分布"> 3.3.5 櫻桃蘿卜不同部位對(duì)納米CeO2的吸收和分布
3.3.6 組織內(nèi)抗氧化酶的活性
3.3.7 葉組織內(nèi)抗氧化酶的活性
2的價(jià)態(tài)"> 3.3.8 土壤中CeO2的價(jià)態(tài)
3.4 討論
3.5 小結(jié)
2和普通SiO2對(duì)水稻幼苗的生長影響">第四章 納米SiO2和普通SiO2對(duì)水稻幼苗的生長影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
2材料的表征"> 4.2.1 納米SiO2材料的表征
4.2.2 植物培養(yǎng)
4.2.3 生物量和葉綠素測(cè)定
4.2.4 根組織透射電鏡觀察
4.2.5 IAA和ABA的測(cè)定
4.2.6 統(tǒng)計(jì)分析
4.3 結(jié)果與分析
2的掃描電鏡圖"> 4.3.1 納米SiO2的掃描電鏡圖
4.3.2 地下部和地上部的生物量
4.3.3 水稻葉片葉綠素相對(duì)含量
4.3.4 根部的透射電鏡觀察
4.3.5 葉片和根部植物生長素IAA的含量
4.3.6 葉片和根部脫落酸ABA的含量
4.4 討論
4.5 小結(jié)
2O3脅迫下轉(zhuǎn)基因水稻的酶活和激素應(yīng)激影響">第五章 納米Fe2O3脅迫下轉(zhuǎn)基因水稻的酶活和激素應(yīng)激影響
5.1 引言
5.2 材料與方法
2O3 NPs納米材料的表征"> 5.2.1 Fe2O3 NPs納米材料的表征
2O3 NPs納米材料的暴露和植物培養(yǎng)"> 5.2.2 Fe2O3 NPs納米材料的暴露和植物培養(yǎng)
5.2.3 根組織透射電鏡觀察
5.2.4 組織中微量元素的測(cè)定
5.2.5 IAA和ABA的測(cè)定
5.2.6 酶活的測(cè)定
5.2.7 統(tǒng)計(jì)分析
5.3 結(jié)果與分析
2O3 NPs的基本表征"> 5.3.1 Fe2O3 NPs的基本表征
2O3 NPs對(duì)水稻生物量和葉綠素相對(duì)含量的影響"> 5.3.2 Fe2O3 NPs對(duì)水稻生物量和葉綠素相對(duì)含量的影響
2O3 NPs在水稻根系組織中的分布"> 5.3.3 Fe2O3 NPs在水稻根系組織中的分布
5.3.4 水稻根系中Fe和Ca、Mg、Cu、Mn、Zn元素含量的影響的含量
5.3.5 根系和枝葉中IAA和ABA的含量變化
5.3.6 根系中抗氧化酶系統(tǒng)
5.4 結(jié)果與討論
5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
本文編號(hào):3050406
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮寫詞表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.1 納米材料的來源、分類和應(yīng)用
1.2.2 納米材料的暴露途徑
1.2.3 納米材料的獨(dú)特性質(zhì)
1.2.4 納米材料環(huán)境生物效應(yīng)和毒理學(xué)研究進(jìn)展
1.3 研究目標(biāo)
1.4 研究內(nèi)容
2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制"> 1.4.1 納米CeO2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制
2對(duì)土壤-櫻桃蘿卜微生物系統(tǒng)的影響和變化"> 1.4.2 納米CeO2對(duì)土壤-櫻桃蘿卜微生物系統(tǒng)的影響和變化
2和普通SiO2對(duì)雜交水稻的不同影響比較"> 1.4.3 納米SiO2和普通SiO2對(duì)雜交水稻的不同影響比較
2O3對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的生物效應(yīng)及體內(nèi)激素變化"> 1.4.4 納米Fe2O3對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的生物效應(yīng)及體內(nèi)激素變化
1.5 技術(shù)路線
2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制">第二章 納米CeO2對(duì)土培生菜的毒性效應(yīng)與機(jī)制
2.1 引言
2.2 材料與方法
2 NPs懸浮液的配制"> 2.2.1 CeO2 NPs懸浮液的配制
2.2.2 植物培養(yǎng)和試驗(yàn)處理
2.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法
2.2.4 數(shù)據(jù)處理
2.3 結(jié)果與分析
2的表征"> 2.3.1 Sigma納米CeO2的表征
2對(duì)生菜組織中Ce含量的影響"> 2.3.2 納米CeO2對(duì)生菜組織中Ce含量的影響
2.3.3 生菜根系中Ce的化學(xué)形態(tài)
2對(duì)生菜生物量的影響"> 2.3.4 納米CeO2對(duì)生菜生物量的影響
2對(duì)生菜葉片SPAD值的影響"> 2.3.5 納米CeO2對(duì)生菜葉片SPAD值的影響
2對(duì)生菜蛋白質(zhì)含量的影響"> 2.3.6 納米CeO2對(duì)生菜蛋白質(zhì)含量的影響
2對(duì)生菜葉片硝態(tài)氮和可溶性糖含量的影響"> 2.3.7 納米CeO2對(duì)生菜葉片硝態(tài)氮和可溶性糖含量的影響
2對(duì)生菜根系抗氧化系統(tǒng)的影響"> 2.3.8 納米CeO2對(duì)生菜根系抗氧化系統(tǒng)的影響
2對(duì)生菜莖葉抗氧化系統(tǒng)的影響"> 2.3.9 納米CeO2對(duì)生菜莖葉抗氧化系統(tǒng)的影響
2.4 討論
2.5 小結(jié)
2對(duì)櫻桃蘿卜的生物效應(yīng)及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化">第三章 納米CeO2對(duì)櫻桃蘿卜的生物效應(yīng)及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化
3.1 引言
3.2 材料與方法
2和土壤的性質(zhì)"> 3.2.1 納米CeO2和土壤的性質(zhì)
3.2.2 植物培養(yǎng)和試驗(yàn)處理
3.2.3 土壤核酸的提取
3.2.4 PCR擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA的反應(yīng)條件
3.2.5 PCR產(chǎn)物純化
3.2.6 酶切反應(yīng)及酶切產(chǎn)物的純化
3.2.7 末端限制性片段長度多態(tài)性分析T-RFLP
3.2.8 克隆及測(cè)序分析
3.2.9 光合速率和葉綠素相對(duì)值的測(cè)定
3.2.10 透射電鏡觀察植物體內(nèi)Ce02NPs
3.2.11 植株內(nèi)Ce含量的測(cè)定
3.2.12 酶的活性檢測(cè)
3.2.13 土壤中Ce的價(jià)態(tài)
3.2.14 數(shù)據(jù)分析處理
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 土壤的形貌和基本理化性質(zhì)
2對(duì)櫻桃蘿卜生長的影響"> 3.3.2 納米CeO2對(duì)櫻桃蘿卜生長的影響
2對(duì)土壤細(xì)菌群落的多樣性影響"> 3.3.3 納米CeO2對(duì)土壤細(xì)菌群落的多樣性影響
2對(duì)櫻桃蘿卜光合作用的影響"> 3.3.4 納米CeO2對(duì)櫻桃蘿卜光合作用的影響
2的吸收和分布"> 3.3.5 櫻桃蘿卜不同部位對(duì)納米CeO2的吸收和分布
3.3.6 組織內(nèi)抗氧化酶的活性
3.3.7 葉組織內(nèi)抗氧化酶的活性
2的價(jià)態(tài)"> 3.3.8 土壤中CeO2的價(jià)態(tài)
3.4 討論
3.5 小結(jié)
2和普通SiO2對(duì)水稻幼苗的生長影響">第四章 納米SiO2和普通SiO2對(duì)水稻幼苗的生長影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
2材料的表征"> 4.2.1 納米SiO2材料的表征
4.2.2 植物培養(yǎng)
4.2.3 生物量和葉綠素測(cè)定
4.2.4 根組織透射電鏡觀察
4.2.5 IAA和ABA的測(cè)定
4.2.6 統(tǒng)計(jì)分析
4.3 結(jié)果與分析
2的掃描電鏡圖"> 4.3.1 納米SiO2的掃描電鏡圖
4.3.2 地下部和地上部的生物量
4.3.3 水稻葉片葉綠素相對(duì)含量
4.3.4 根部的透射電鏡觀察
4.3.5 葉片和根部植物生長素IAA的含量
4.3.6 葉片和根部脫落酸ABA的含量
4.4 討論
4.5 小結(jié)
2O3脅迫下轉(zhuǎn)基因水稻的酶活和激素應(yīng)激影響">第五章 納米Fe2O3脅迫下轉(zhuǎn)基因水稻的酶活和激素應(yīng)激影響
5.1 引言
5.2 材料與方法
2O3 NPs納米材料的表征"> 5.2.1 Fe2O3 NPs納米材料的表征
2O3 NPs納米材料的暴露和植物培養(yǎng)"> 5.2.2 Fe2O3 NPs納米材料的暴露和植物培養(yǎng)
5.2.3 根組織透射電鏡觀察
5.2.4 組織中微量元素的測(cè)定
5.2.5 IAA和ABA的測(cè)定
5.2.6 酶活的測(cè)定
5.2.7 統(tǒng)計(jì)分析
5.3 結(jié)果與分析
2O3 NPs的基本表征"> 5.3.1 Fe2O3 NPs的基本表征
2O3 NPs對(duì)水稻生物量和葉綠素相對(duì)含量的影響"> 5.3.2 Fe2O3 NPs對(duì)水稻生物量和葉綠素相對(duì)含量的影響
2O3 NPs在水稻根系組織中的分布"> 5.3.3 Fe2O3 NPs在水稻根系組織中的分布
5.3.4 水稻根系中Fe和Ca、Mg、Cu、Mn、Zn元素含量的影響的含量
5.3.5 根系和枝葉中IAA和ABA的含量變化
5.3.6 根系中抗氧化酶系統(tǒng)
5.4 結(jié)果與討論
5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
本文編號(hào):3050406
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