苧麻鎘耐性機制及應用研究
發(fā)布時間:2022-01-20 13:06
由人類工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動所引起的重金屬鎘(Cd)污染正在成為一個世界性的環(huán)境問題。由于Cd具有極高的生物毒性以及從土壤向植物體的高度遷移和富集能力,因此環(huán)境Cd污染不僅對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了極大的破壞作用,而且威脅糧食生產(chǎn)安全,直接危害人類生命健康。目前,我國受到Cd、砷(As)、鉛(Pb)等重金屬/類金屬污染的耕地面積近2000萬公頃,約占總耕地面積的1/5,其中Cd污染耕地面積近1.33萬公頃,污染范圍涉及11個省25個地區(qū),而且污染程度有逐年加重的趨勢,因此Cd污染土壤治理及安全高效利用是目前生態(tài)恢復及可持續(xù)發(fā)展中所面臨的一個重要課題。苧麻是我國所特有的一種耐Cd能力強、經(jīng)濟價值高的麻類作物,同時具有很強的耐旱、耐貧瘠能力,在土壤和水體Cd污染修復及礦山廢棄地生態(tài)恢復中具有較高的應用價值和開發(fā)潛力。本研究以Cd耐性植物苧麻為研究對象,重金屬Cd為目標污染物,旨在探明苧麻對重金屬Cd的積累模式及生理機制,明確苧麻在我國南方,特別是湖南省Cd污染農(nóng)田高效利用及礦區(qū)生態(tài)恢復中的作用。主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括:水培條件下,苧麻對Cd的積累隨脅迫濃度的升高而增加,苧麻體內(nèi)的Cd濃度以根部為最高,莖...
【文章來源】:湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 重金屬污染及治理現(xiàn)狀
1.1.1 重金屬污染現(xiàn)狀與環(huán)境毒理性
1.1.2 重金屬污染治理技術
1.2 植物修復技術治理重金屬環(huán)境污染
1.2.1 植物修復技術的發(fā)展歷史與研究背景
1.2.2 植物修復技術的分類與特點
1.2.3 植物修復技術的優(yōu)點與缺陷
1.2.4 植物修復技術尚未解決的關鍵問題
1.3 植物對重金屬Cd的吸收、忍耐及解毒機制
1.3.1 根系吸收
1.3.2 組織分布
1.3.3 重金屬毒性及植物生理反應
1.3.4 植物對重金屬的耐性機理
1.4 選題目標,研究內(nèi)容,科研思路與論文結(jié)構
1.4.1 選題目標與研究內(nèi)容
1.4.2 研究思路及論文結(jié)構
第2章 苧麻對Cd的吸收轉(zhuǎn)運及生理響應
2.1 引言
2.2 料與方法
2.2.1 苧麻采集與培養(yǎng)
2.2.2 苧麻對Cd離子的吸收轉(zhuǎn)運實驗
2.2.3 苧麻根系吸收Cd離子的動力學實驗
2.2.4 Cd對苧麻吸收大量和微量元素的影響實驗
2.2.5 Cd脅迫下苧麻的生理響應實驗
2.2.6 數(shù)據(jù)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 苧麻對Cd的吸收,轉(zhuǎn)運及器官分布特征
2.3.2 苧麻根系吸收Cd的動力學曲線及參數(shù)
2.3.3 Cd對苧麻吸收大量與微量元素的影響
2.3.4 Cd對苧麻關鍵生理代謝指標的影響
2.4 本章小結(jié)
第3章 苧麻中Cd的亞細胞分布及化學形態(tài)解毒機制
3.1 引言
3.2 實驗材料與方法
3.2.1 苧麻培養(yǎng)與Cd脅迫處理
3.2.2 苧麻對水溶液中Cd的吸收去除量測定
3.2.3 Cd在苧麻各器官中的化學形態(tài)分析
3.2.4 苧麻亞細胞組份分離及Cd含量測定
3.2.5 葉片硝酸還原酶活性與根系活力的測定
3.2.6 數(shù)據(jù)分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 苧麻對水培系統(tǒng)中Cd的吸收凈化效率
3.3.2 Cd在根和葉中的亞細胞分布
3.3.3 Cd在苧麻根莖葉中的化學形態(tài)分布
3.3.4 Cd對苧麻葉片硝酸還原酶活性的影響
3.3.5 Cd對苧麻根系活力的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 苧麻耐Cd氧化脅迫機制
4.1 引言
4.2 實驗材料與方法
4.2.1 苧麻培養(yǎng)與Cd脅迫處理
4.2.2 葉綠素含量與脂質(zhì)過氧化測定
4.2.3 抗壞血酸過氧化物酶與估胱甘肽還原酶活性測定
4.2.4 氧化/還原態(tài)抗壞血酸與谷胱甘肽含量測定
4.2.5 數(shù)據(jù)分析
4.3 結(jié)果與討論
4.4 本章小結(jié)
第5章 芒麻對土壤Cd污染的耐性及外源精胺和硒的強化效應
5.1 引言
5.2 實驗材料與方法
5.3 結(jié)果與討論
5.4 本章小結(jié)
第6章 芒麻在Cd污染農(nóng)田及礦業(yè)廢棄地中的應用
6.1 引言
6.2 材料與方法
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 重金屬污染農(nóng)田土壤及Mn精煉尾渣的特性
6.3.2 苧麻在重金屬污染基質(zhì)中的生長及改良效果
6.3.3 苧麻在Cd污染土壤中的應用定位
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄
附錄B 攻讀學位期間申請獲準的基金資助
【參考文獻】:
期刊論文
[1]湖南冷水江銻礦區(qū)苧麻對重金屬的吸收和富集特性[J]. 佘瑋,揭雨成,邢虎成,黃明,康萬利,魯雁偉,王棟. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2010(01)
[2]硒對鎘脅迫下豌豆幼苗生長發(fā)育的影響[J]. 王立新,郁建鋒,張海蕓,姜小莉,杜蘭芳. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2009(24)
[3]逆境脅迫條件下脯氨酸對植物生長的影響[J]. 朱虹,祖元剛,王文杰,閻永慶. 東北林業(yè)大學學報. 2009(04)
[4]苧麻對鎘污染土壤功能修復的初步研究[J]. 嚴理,彭源德,楊喜愛,許英,孫志民,陳建芳,揭雨成. 湖南農(nóng)業(yè)科學. 2007(06)
[5]土壤鎘污染研究進展[J]. 鄭世英,商學芳. 安徽農(nóng)學通報. 2006(05)
[6]湖南瀏陽七寶山礦區(qū)寶山河不同時期環(huán)境污染對比研究[J]. 戴塔根,劉星輝,童潛明. 礦冶工程. 2005(06)
[7]植物組織中有機酸的提取方法比較[J]. 董園園,董彩霞,盧穎林,繆辰,沈其榮. 南京農(nóng)業(yè)大學學報. 2005(04)
[8]多胺與植物逆境脅迫的關系[J]. 段輝國,袁澍,劉文娟,林宏輝. 植物生理學通訊. 2005(04)
[9]土壤-水稻體系中的重金屬污染及其控制[J]. 程旺大,姚海根,吳偉,張國平. 中國農(nóng)業(yè)科技導報. 2005(04)
[10]湖南柿竹園礦區(qū)土壤重金屬含量及植物吸收特征[J]. 雷梅,岳慶玲,陳同斌,黃澤春,廖曉勇,劉穎茹,鄭國砥,常慶瑞. 生態(tài)學報. 2005(05)
博士論文
[1]農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)鎘污染研究[D]. 王凱榮.華中農(nóng)業(yè)大學 2004
本文編號:3598879
【文章來源】:湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 重金屬污染及治理現(xiàn)狀
1.1.1 重金屬污染現(xiàn)狀與環(huán)境毒理性
1.1.2 重金屬污染治理技術
1.2 植物修復技術治理重金屬環(huán)境污染
1.2.1 植物修復技術的發(fā)展歷史與研究背景
1.2.2 植物修復技術的分類與特點
1.2.3 植物修復技術的優(yōu)點與缺陷
1.2.4 植物修復技術尚未解決的關鍵問題
1.3 植物對重金屬Cd的吸收、忍耐及解毒機制
1.3.1 根系吸收
1.3.2 組織分布
1.3.3 重金屬毒性及植物生理反應
1.3.4 植物對重金屬的耐性機理
1.4 選題目標,研究內(nèi)容,科研思路與論文結(jié)構
1.4.1 選題目標與研究內(nèi)容
1.4.2 研究思路及論文結(jié)構
第2章 苧麻對Cd的吸收轉(zhuǎn)運及生理響應
2.1 引言
2.2 料與方法
2.2.1 苧麻采集與培養(yǎng)
2.2.2 苧麻對Cd離子的吸收轉(zhuǎn)運實驗
2.2.3 苧麻根系吸收Cd離子的動力學實驗
2.2.4 Cd對苧麻吸收大量和微量元素的影響實驗
2.2.5 Cd脅迫下苧麻的生理響應實驗
2.2.6 數(shù)據(jù)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 苧麻對Cd的吸收,轉(zhuǎn)運及器官分布特征
2.3.2 苧麻根系吸收Cd的動力學曲線及參數(shù)
2.3.3 Cd對苧麻吸收大量與微量元素的影響
2.3.4 Cd對苧麻關鍵生理代謝指標的影響
2.4 本章小結(jié)
第3章 苧麻中Cd的亞細胞分布及化學形態(tài)解毒機制
3.1 引言
3.2 實驗材料與方法
3.2.1 苧麻培養(yǎng)與Cd脅迫處理
3.2.2 苧麻對水溶液中Cd的吸收去除量測定
3.2.3 Cd在苧麻各器官中的化學形態(tài)分析
3.2.4 苧麻亞細胞組份分離及Cd含量測定
3.2.5 葉片硝酸還原酶活性與根系活力的測定
3.2.6 數(shù)據(jù)分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 苧麻對水培系統(tǒng)中Cd的吸收凈化效率
3.3.2 Cd在根和葉中的亞細胞分布
3.3.3 Cd在苧麻根莖葉中的化學形態(tài)分布
3.3.4 Cd對苧麻葉片硝酸還原酶活性的影響
3.3.5 Cd對苧麻根系活力的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 苧麻耐Cd氧化脅迫機制
4.1 引言
4.2 實驗材料與方法
4.2.1 苧麻培養(yǎng)與Cd脅迫處理
4.2.2 葉綠素含量與脂質(zhì)過氧化測定
4.2.3 抗壞血酸過氧化物酶與估胱甘肽還原酶活性測定
4.2.4 氧化/還原態(tài)抗壞血酸與谷胱甘肽含量測定
4.2.5 數(shù)據(jù)分析
4.3 結(jié)果與討論
4.4 本章小結(jié)
第5章 芒麻對土壤Cd污染的耐性及外源精胺和硒的強化效應
5.1 引言
5.2 實驗材料與方法
5.3 結(jié)果與討論
5.4 本章小結(jié)
第6章 芒麻在Cd污染農(nóng)田及礦業(yè)廢棄地中的應用
6.1 引言
6.2 材料與方法
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 重金屬污染農(nóng)田土壤及Mn精煉尾渣的特性
6.3.2 苧麻在重金屬污染基質(zhì)中的生長及改良效果
6.3.3 苧麻在Cd污染土壤中的應用定位
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄
附錄B 攻讀學位期間申請獲準的基金資助
【參考文獻】:
期刊論文
[1]湖南冷水江銻礦區(qū)苧麻對重金屬的吸收和富集特性[J]. 佘瑋,揭雨成,邢虎成,黃明,康萬利,魯雁偉,王棟. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2010(01)
[2]硒對鎘脅迫下豌豆幼苗生長發(fā)育的影響[J]. 王立新,郁建鋒,張海蕓,姜小莉,杜蘭芳. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2009(24)
[3]逆境脅迫條件下脯氨酸對植物生長的影響[J]. 朱虹,祖元剛,王文杰,閻永慶. 東北林業(yè)大學學報. 2009(04)
[4]苧麻對鎘污染土壤功能修復的初步研究[J]. 嚴理,彭源德,楊喜愛,許英,孫志民,陳建芳,揭雨成. 湖南農(nóng)業(yè)科學. 2007(06)
[5]土壤鎘污染研究進展[J]. 鄭世英,商學芳. 安徽農(nóng)學通報. 2006(05)
[6]湖南瀏陽七寶山礦區(qū)寶山河不同時期環(huán)境污染對比研究[J]. 戴塔根,劉星輝,童潛明. 礦冶工程. 2005(06)
[7]植物組織中有機酸的提取方法比較[J]. 董園園,董彩霞,盧穎林,繆辰,沈其榮. 南京農(nóng)業(yè)大學學報. 2005(04)
[8]多胺與植物逆境脅迫的關系[J]. 段輝國,袁澍,劉文娟,林宏輝. 植物生理學通訊. 2005(04)
[9]土壤-水稻體系中的重金屬污染及其控制[J]. 程旺大,姚海根,吳偉,張國平. 中國農(nóng)業(yè)科技導報. 2005(04)
[10]湖南柿竹園礦區(qū)土壤重金屬含量及植物吸收特征[J]. 雷梅,岳慶玲,陳同斌,黃澤春,廖曉勇,劉穎茹,鄭國砥,常慶瑞. 生態(tài)學報. 2005(05)
博士論文
[1]農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)鎘污染研究[D]. 王凱榮.華中農(nóng)業(yè)大學 2004
本文編號:3598879
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