鎘、鉛脅迫下東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-24 06:49
重金屬污染土壤的植物修復(fù)是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的綠色技術(shù),其修復(fù)效率在很大程度上依賴于根際土壤中重金屬的形態(tài),而植物根系分泌物可通過活化、固化等作用影響根際土壤中重金屬的有效性。但是,目前對根系分泌物的認(rèn)識還主要集中在一些特定的根系分泌物質(zhì)上,而植物根系分泌物的種類繁多,其它的根系分泌物質(zhì)是否在植物耐受或富集重金屬的過程中起作用,目前還不得而知。因此,本論文將以兩種生態(tài)型東南景天(礦山生態(tài)型東南景天-富集植物、垂盆草-非富集植物)為供試植物,以鎘、鉛為污染物,在水培條件下收集不同處理?xiàng)l件下的東南景天根系分泌物,利用代謝組學(xué)方法全方位、無偏差的分析東南景天根系分泌物的組成與差異,明晰對東南景天耐受或富集重金屬起主要作用的根系分泌物質(zhì)及其相應(yīng)的代謝途徑,為進(jìn)一步通過人工添加這些化合物或調(diào)控其相應(yīng)的代謝途徑等方式提高重金屬污染土壤的植物修復(fù)效率提供科學(xué)依據(jù)。通過對植物根系分泌液的提取條件、衍生化條件、色譜和質(zhì)譜條件的優(yōu)化,建立了基于氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)技術(shù)的植物根系分泌物的代謝組學(xué)分析方法。將收集的植物根系分泌液凍干后用去離子水復(fù)溶,然后再凍干,接著用預(yù)冷的甲醇溶解,氮?dú)獯蹈珊笙群?..
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:201 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 土壤中的鎘、鉛污染
1.1.1 土壤中鎘、鉛的來源
1.1.2 土壤中鎘、鉛的危害
1.1.3 土壤中鎘、鉛的污染現(xiàn)狀
1.2 重金屬污染土壤的植物修復(fù)
1.2.1 植物提取
1.2.2 植物固化
1.3 根系分泌物及其在重金屬污染土壤植物修復(fù)中的作用
1.3.1 植物根系分泌物的種類和組成
1.3.2 影響植物根系分泌的因素
1.3.3 根系分泌物在重金屬污染土壤植物修復(fù)中的作用
1.4 代謝組學(xué)及其在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.4.1 代謝組學(xué)的研究方法
1.4.2 代謝組學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.5 本研究的意義及研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的及意義
1.5.2 研究內(nèi)容
1.6 研究的特色與創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 基于GC/MS的根系分泌物代謝組學(xué)方法研究
2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
2.1.1 儀器
2.1.2 試劑
2.1.3 植物材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 植物培養(yǎng)
2.2.2 植物根系分泌物的收集
2.2.3 植物根系分泌物的預(yù)處理
2.2.4 植物根系分泌物的測定
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
2.3.1 根系分泌物提取條件的優(yōu)化
2.3.2 根系分泌物衍生化條件的優(yōu)化
2.3.3 色譜質(zhì)譜條件的優(yōu)化
2.3.4 方法學(xué)考察
2.3.5 數(shù)據(jù)提取方法的選擇
2.4 小結(jié)
第3章 鎘脅迫下東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
3.1.1 儀器
3.1.2 試劑
3.1.3 植物材料
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 植物培養(yǎng)
3.2.2 植物根系分泌物的收集
3.2.3 植物體內(nèi)鎘含量的測定
3.2.4 植物根系分泌物的預(yù)處理
3.2.5 植物根系分泌物的測定
3.2.6 數(shù)據(jù)處理
3.3 鎘脅迫下兩種生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.3.1 植物生長與鎘積累
3.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
3.3.4 模式識別分析
3.3.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
3.3.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
3.4 不同鎘暴露濃度下超富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.4.1 植物生長與鎘積累
3.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.4.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
3.4.4 模式識別分析
3.4.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
3.4.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
3.5 不同鎘暴露時(shí)間下超富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.5.1 植物生長與鎘積累
3.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.5.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
3.5.4 模式識別分析
3.5.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
3.5.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
3.6 討論
3.7 小結(jié)
第4章 鉛脅迫下東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
4.1.1 儀器
4.1.2 試劑
4.1.3 植物材料
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 植物培養(yǎng)
4.2.2 植物根系分泌物的收集
4.2.3 植物體內(nèi)鉛含量的測定
4.2.4 植物根系分泌物的預(yù)處理
4.2.5 植物根系分泌物的測定
4.2.6 數(shù)據(jù)處理
4.3 鉛脅迫下兩種生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.3.1 植物生長與鉛積累
4.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
4.3.4 模式識別分析
4.3.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
4.3.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
4.4 不同鉛暴露濃度下富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.4.1 植物生長與鉛積累
4.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.4.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
4.4.4 模式識別分析
4.4.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
4.4.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
4.5 不同鉛暴露時(shí)間下富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.5.1 植物生長與鉛積累
4.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.5.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
4.5.4 模式識別分析
4.5.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
4.5.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
4.6 討論
4.7 小結(jié)
第5章 結(jié)論與建議
5.1 研究結(jié)論
5.2 建議與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的主要成果
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Enhanced efficiency of cadmium removal by Boehmeria nivea(L.) Gaud. in the presence of exogenous citric and oxalic acids[J]. Huaying Li,Yunguo Liu,Guangming Zeng,Lu Zhou,Xin Wang,Yaqin Wang,Chunlin Wang,Xinjiang Hu,Weihua Xu. Journal of Environmental Sciences. 2014(12)
[2]我國畜禽糞便重金屬污染現(xiàn)狀及其鈍化措施研究進(jìn)展[J]. 候月卿,沈玉君,劉樹慶. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2014(03)
[3]重金屬污染的緩與急[J]. 龔繼明. 植物生理學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]Dissolution of different zinc salts and Zn uptake by Sedum alfredii and maize in mono-and co-cropping under hydroponic culture[J]. Cheng’ai Jiang,Qitang Wu,Shucai Zeng,Xian Chen,Zebin Wei,Xinxian Long. Journal of Environmental Sciences. 2013(09)
[5]土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)[J]. 劉候俊,韓曉日,李軍,韓立思. 環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì). 2012(07)
[6]中國水土重金屬污染的防治對策[J]. 傅國偉. 中國環(huán)境科學(xué). 2012(02)
[7]周生賢:中國1.5億畝耕地被污染[J]. 創(chuàng)新科技. 2011(11)
[8]內(nèi)蒙古包頭鐵礦區(qū)土壤重金屬污染特征及其評價(jià)[J]. 郭偉,趙仁鑫,張君,包玉英,王宏,楊明,孫小麗,金帆. 環(huán)境科學(xué). 2011(10)
[9]中國土壤保護(hù)宏觀戰(zhàn)略思考[J]. 趙其國,駱永明,滕應(yīng). 土壤學(xué)報(bào). 2009(06)
[10]湖南采礦區(qū)和冶煉區(qū)水稻土重金屬污染及其潛在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 雷鳴,曾敏,鄭袁明,廖柏寒,朱永官. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
博士論文
[1]超積累東南景天(Sedum alfredii Hance)對重金屬(Zn/Cd/Pb)的解毒機(jī)制[D]. 田生科.浙江大學(xué) 2010
[2]超積累植物東南景天(Sedum Alfredii Hance)對鎘的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究[D]. 盧玲麗.浙江大學(xué) 2009
[3]基于色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的大腸癌代謝組學(xué)研究[D]. 邱云平.上海交通大學(xué) 2008
[4]水稻對土壤重金屬鎘的響應(yīng)及其調(diào)控[D]. 黃冬芬.揚(yáng)州大學(xué) 2008
[5]鎘超積累植物東南景天谷胱甘肽代謝特征及比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 金曉芬.浙江大學(xué) 2008
[6]超積累植物東南景天(Sedum alfredii Hance)對鋅的活化、吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究[D]. 李廷強(qiáng).浙江大學(xué) 2005
[7]東南景天對鉛的耐性和富集特性及其對鉛污染土壤修復(fù)效應(yīng)的研究[D]. 何冰.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]東南景天根系分泌物組成和特性研究[D]. 張奕斌.浙江大學(xué) 2014
[2]鉛對魚腥草根系生理的影響與魚腥草對鉛的抗性機(jī)理研究[D]. 曾宗梁.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[3]東南景天(Sedum alfredii Hance)對鎘的超積累與有機(jī)酸含量變化的關(guān)系[D]. 朱艷霞.浙江大學(xué) 2006
[4]東南景天(Sedum alfredii Hance)對鋅、鎘、鉛復(fù)合污染的響應(yīng)與金屬積累特性[D]. 葉海波.浙江大學(xué) 2003
本文編號:3156892
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:201 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 土壤中的鎘、鉛污染
1.1.1 土壤中鎘、鉛的來源
1.1.2 土壤中鎘、鉛的危害
1.1.3 土壤中鎘、鉛的污染現(xiàn)狀
1.2 重金屬污染土壤的植物修復(fù)
1.2.1 植物提取
1.2.2 植物固化
1.3 根系分泌物及其在重金屬污染土壤植物修復(fù)中的作用
1.3.1 植物根系分泌物的種類和組成
1.3.2 影響植物根系分泌的因素
1.3.3 根系分泌物在重金屬污染土壤植物修復(fù)中的作用
1.4 代謝組學(xué)及其在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.4.1 代謝組學(xué)的研究方法
1.4.2 代謝組學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.5 本研究的意義及研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的及意義
1.5.2 研究內(nèi)容
1.6 研究的特色與創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 基于GC/MS的根系分泌物代謝組學(xué)方法研究
2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
2.1.1 儀器
2.1.2 試劑
2.1.3 植物材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 植物培養(yǎng)
2.2.2 植物根系分泌物的收集
2.2.3 植物根系分泌物的預(yù)處理
2.2.4 植物根系分泌物的測定
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
2.3.1 根系分泌物提取條件的優(yōu)化
2.3.2 根系分泌物衍生化條件的優(yōu)化
2.3.3 色譜質(zhì)譜條件的優(yōu)化
2.3.4 方法學(xué)考察
2.3.5 數(shù)據(jù)提取方法的選擇
2.4 小結(jié)
第3章 鎘脅迫下東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
3.1.1 儀器
3.1.2 試劑
3.1.3 植物材料
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 植物培養(yǎng)
3.2.2 植物根系分泌物的收集
3.2.3 植物體內(nèi)鎘含量的測定
3.2.4 植物根系分泌物的預(yù)處理
3.2.5 植物根系分泌物的測定
3.2.6 數(shù)據(jù)處理
3.3 鎘脅迫下兩種生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.3.1 植物生長與鎘積累
3.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
3.3.4 模式識別分析
3.3.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
3.3.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
3.4 不同鎘暴露濃度下超富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.4.1 植物生長與鎘積累
3.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.4.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
3.4.4 模式識別分析
3.4.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
3.4.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
3.5 不同鎘暴露時(shí)間下超富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
3.5.1 植物生長與鎘積累
3.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.5.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
3.5.4 模式識別分析
3.5.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
3.5.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
3.6 討論
3.7 小結(jié)
第4章 鉛脅迫下東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
4.1.1 儀器
4.1.2 試劑
4.1.3 植物材料
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 植物培養(yǎng)
4.2.2 植物根系分泌物的收集
4.2.3 植物體內(nèi)鉛含量的測定
4.2.4 植物根系分泌物的預(yù)處理
4.2.5 植物根系分泌物的測定
4.2.6 數(shù)據(jù)處理
4.3 鉛脅迫下兩種生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.3.1 植物生長與鉛積累
4.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
4.3.4 模式識別分析
4.3.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
4.3.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
4.4 不同鉛暴露濃度下富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.4.1 植物生長與鉛積累
4.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.4.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
4.4.4 模式識別分析
4.4.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
4.4.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
4.5 不同鉛暴露時(shí)間下富集生態(tài)型東南景天根系分泌物的代謝組學(xué)研究
4.5.1 植物生長與鉛積累
4.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.5.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
4.5.4 模式識別分析
4.5.5 潛在生物標(biāo)志物的識別
4.5.6 潛在生物標(biāo)志物的生物學(xué)意義
4.6 討論
4.7 小結(jié)
第5章 結(jié)論與建議
5.1 研究結(jié)論
5.2 建議與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的主要成果
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Enhanced efficiency of cadmium removal by Boehmeria nivea(L.) Gaud. in the presence of exogenous citric and oxalic acids[J]. Huaying Li,Yunguo Liu,Guangming Zeng,Lu Zhou,Xin Wang,Yaqin Wang,Chunlin Wang,Xinjiang Hu,Weihua Xu. Journal of Environmental Sciences. 2014(12)
[2]我國畜禽糞便重金屬污染現(xiàn)狀及其鈍化措施研究進(jìn)展[J]. 候月卿,沈玉君,劉樹慶. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2014(03)
[3]重金屬污染的緩與急[J]. 龔繼明. 植物生理學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]Dissolution of different zinc salts and Zn uptake by Sedum alfredii and maize in mono-and co-cropping under hydroponic culture[J]. Cheng’ai Jiang,Qitang Wu,Shucai Zeng,Xian Chen,Zebin Wei,Xinxian Long. Journal of Environmental Sciences. 2013(09)
[5]土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)[J]. 劉候俊,韓曉日,李軍,韓立思. 環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì). 2012(07)
[6]中國水土重金屬污染的防治對策[J]. 傅國偉. 中國環(huán)境科學(xué). 2012(02)
[7]周生賢:中國1.5億畝耕地被污染[J]. 創(chuàng)新科技. 2011(11)
[8]內(nèi)蒙古包頭鐵礦區(qū)土壤重金屬污染特征及其評價(jià)[J]. 郭偉,趙仁鑫,張君,包玉英,王宏,楊明,孫小麗,金帆. 環(huán)境科學(xué). 2011(10)
[9]中國土壤保護(hù)宏觀戰(zhàn)略思考[J]. 趙其國,駱永明,滕應(yīng). 土壤學(xué)報(bào). 2009(06)
[10]湖南采礦區(qū)和冶煉區(qū)水稻土重金屬污染及其潛在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 雷鳴,曾敏,鄭袁明,廖柏寒,朱永官. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
博士論文
[1]超積累東南景天(Sedum alfredii Hance)對重金屬(Zn/Cd/Pb)的解毒機(jī)制[D]. 田生科.浙江大學(xué) 2010
[2]超積累植物東南景天(Sedum Alfredii Hance)對鎘的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究[D]. 盧玲麗.浙江大學(xué) 2009
[3]基于色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的大腸癌代謝組學(xué)研究[D]. 邱云平.上海交通大學(xué) 2008
[4]水稻對土壤重金屬鎘的響應(yīng)及其調(diào)控[D]. 黃冬芬.揚(yáng)州大學(xué) 2008
[5]鎘超積累植物東南景天谷胱甘肽代謝特征及比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 金曉芬.浙江大學(xué) 2008
[6]超積累植物東南景天(Sedum alfredii Hance)對鋅的活化、吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究[D]. 李廷強(qiáng).浙江大學(xué) 2005
[7]東南景天對鉛的耐性和富集特性及其對鉛污染土壤修復(fù)效應(yīng)的研究[D]. 何冰.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]東南景天根系分泌物組成和特性研究[D]. 張奕斌.浙江大學(xué) 2014
[2]鉛對魚腥草根系生理的影響與魚腥草對鉛的抗性機(jī)理研究[D]. 曾宗梁.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[3]東南景天(Sedum alfredii Hance)對鎘的超積累與有機(jī)酸含量變化的關(guān)系[D]. 朱艷霞.浙江大學(xué) 2006
[4]東南景天(Sedum alfredii Hance)對鋅、鎘、鉛復(fù)合污染的響應(yīng)與金屬積累特性[D]. 葉海波.浙江大學(xué) 2003
本文編號:3156892
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