薄皮甜瓜鎘積累特性與鎘脅迫響應(yīng)機理研究
發(fā)布時間:2021-05-19 13:52
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正在面臨著日益嚴重的重金屬鎘造成的土壤污染問題,為了降低鎘超標農(nóng)田的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)險性,本文通過在鎘超標地區(qū)開展的大田試驗,初步篩選出了適宜于鎘超標地區(qū)種植的薄皮甜瓜品種,研究了鎘在不同薄皮甜瓜品種植株內(nèi)的分布規(guī)律,并探討了不同鎘積累特性薄皮甜瓜品種間Cd2+流速和亞細胞分布的差異,研究了不同濃度鎘脅迫對不同薄皮甜瓜品種植株生長和抗氧化系統(tǒng)的影響,以及鎘脅迫下不同薄皮甜瓜品種轉(zhuǎn)錄組的測序分析,為鎘超標地區(qū)的種植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供了參考,為研究薄皮甜瓜對鎘脅迫響應(yīng)機理提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1、調(diào)查樣點的農(nóng)田土壤大部分呈弱酸性,所有樣點農(nóng)田土壤以Cd超標率最高,但均未出現(xiàn)Cr和Pb超標現(xiàn)象。調(diào)查樣點內(nèi)甜瓜果實中重金屬積累量較低,積累量變化幅度大,其中厚皮甜瓜果實中Cd、Cr、Pb、Hg和As積累量分別為0.016~0.024、ND、ND~0.08、ND~0.001和0.003~0.006 mg·kg-1,薄皮甜瓜果實中Cd、Cr、Pb、Hg和As積累量分別為0.011~0.032、ND~0.084、ND~0.019、ND~0.00...
【文章來源】:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 農(nóng)田土壤重金屬污染的狀況
1.1.2 土壤重金屬污染的來源
1.2 農(nóng)田重金屬污染對土質(zhì)和植物的影響
1.2.1 對土壤質(zhì)量的影響
1.2.2 對植物的影響
1.2.3 對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的影響
1.3 Cd~(2+)在植物體內(nèi)的吸收、轉(zhuǎn)運和積累
1.3.1 植物根系對Cd~(2+)的吸收和外排
1.3.2 Cd~(2+)在植物體內(nèi)的運輸
1.3.3 植物體內(nèi)Cd~(2+)的積累
1.4 Cd~(2+)在植物體內(nèi)的存在形態(tài)與Cd~(2+)的亞細胞分布
1.5 植物對重金屬的解毒機制
1.5.1 絡(luò)合素在植物解毒中的作用
1.5.2 重金屬在細胞壁的固持和液泡區(qū)隔化
1.5.3 植物對重金屬元素的抗氧化作用
1.6 NMT在植物抗重金屬毒害研究中的應(yīng)用
1.7 研究目的與意義
1.8 研究內(nèi)容
1.9 技術(shù)路線
第二章 鎘污染地區(qū)甜瓜安全生產(chǎn)調(diào)查
2.1 材料與方法
2.1.1 調(diào)查區(qū)域
2.1.2 樣品采集
2.1.3 樣品測定
2.1.4 評價方法和標準
2.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 調(diào)查樣點農(nóng)田土壤pH和重金屬積累量
2.2.2 調(diào)查樣點土壤重金屬污染程度
2.2.3 不同污染程度下甜瓜果實中重金屬積累量
2.3 討論
2.4 小結(jié)
第三章 薄皮甜瓜鎘積累特性的研究
3.1 材料與方法
3.1.1 供試土壤與甜瓜品種
3.1.2 試驗方法
3.1.3 Cd含量的測定方法
3.1.4 數(shù)據(jù)處理
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 不同薄皮甜瓜品種根系Cd~(2+)含量的差異
3.2.2 不同薄皮甜瓜品種基部莖葉Cd~(2+)含量的差異
3.2.3 不同薄皮甜瓜品種上部莖葉Cd~(2+)含量的差異
3.2.4 不同薄皮甜瓜品種果實Cd~(2+)含量的差異
3.2.5 不同薄皮甜瓜品種果實性狀的差異
3.3 討論
3.4 小結(jié)
第四章 鎘脅迫對薄皮甜瓜幼苗生長和生理生化特性的影響
4.1 材料與方法
4.1.1 試驗材料
4.1.2 試驗方法
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 不同濃度CdCl_2對薄皮甜瓜植株生長的影響
4.2.2 不同濃度CdCl_2處理對甜瓜葉片保護酶體系的影響
4.2.3 不同濃度CdCl_2對甜瓜葉片H_2O_2、MDA、GSH和 PRO含量的影響
4.3 討論
4.3.1 不同濃度CdCl_2對甜瓜幼苗生長的影響
4.3.2 不同濃度CdCl_2對甜瓜葉片保護酶體系的影響
4.4 小結(jié)
第五章 鎘脅迫下薄皮甜瓜離子流速和亞細胞分布的研究
5.1 材料與方法
5.1.1 植物材料和生長條件
5.1.2 Cd~(2+)、K~+和Ca~(2+)流速測定
5.1.3 植物亞細胞組分的分離
5.1.4 數(shù)據(jù)處理
5.2 結(jié)果與分析
5.2.1 甜瓜根毛區(qū)Cd~(2+)流速的基因型差異
5.2.2 甜瓜莖基部維管束Cd~(2+)流速的基因型差異
5.2.3 甜瓜根毛區(qū)K~+流速的基因型差異
5.2.4 甜瓜莖基部維管束K~+流速的基因型差異
5.2.5 甜瓜根毛區(qū)Ca~(2+)流速的基因型差異
5.2.6 甜瓜莖基部維管束Ca~(2+)流速的基因型差異
5.2.7 Cd~(2+)在不同甜瓜品種根系和葉片的亞細胞分布
5.3 分析與討論
5.3.1 CdCl_2脅迫對甜瓜根系和莖基部離子流速的影響
5.3.2 Cd~(2+)在不同甜瓜品種的亞細胞分布
5.4 小結(jié)
第六章 鎘脅迫下薄皮甜瓜響應(yīng)機理的研究
6.1 材料與方法
6.1.1 試驗材料
6.1.2 試驗方法
6.2 測序結(jié)果與分析
6.2.1 轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)質(zhì)量評估
6.2.2 薄皮甜瓜品種的4組樣品間重復(fù)性分析
6.2.3 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)差異表達DEG分析
6.3 討論
6.3.1 光合作用提升對Cd耐受能力的影響
6.3.2 抗氧化酶活性對Cd耐受能力的影響
6.3.3 硫代謝對Cd耐受能力的影響
6.3.4 Cd~(2+)轉(zhuǎn)運
6.4 小結(jié)
第七章 全文結(jié)論、創(chuàng)新點與工作展望
7.1 主要結(jié)論
7.2 主要創(chuàng)新點
7.3 下一步研究計劃
參考文獻
附表
作者簡介
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同品種辣椒鎘亞細胞分布和化學(xué)形態(tài)特征差異[J]. 彭秋,李桃,徐衛(wèi)紅,焦璐琛,鄧繼寶. 環(huán)境科學(xué). 2019(07)
[2]鎘在薄皮甜瓜植株中的分布及低積累品種篩選[J]. 王志偉,鄒甜,孫波,龔思,陳澤南,孫小武. 中國蔬菜. 2018(11)
[3]鎘脅迫下西瓜的轉(zhuǎn)錄組測序分析[J]. 王志偉,李涵,鄒甜,孫波,孫小武. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[4]鎘脅迫下菜心的轉(zhuǎn)錄組分析[J]. 張尉欣,劉陽,劉帥,唐玉林. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2018(05)
[5]低Cd積累西瓜品種的篩選[J]. 王志偉,李涵,鄒甜,孫波,龔思,陳澤南,孫小武. 中國瓜菜. 2018(08)
[6]鎘脅迫對刺槐幼苗的生長、鎘離子富集及其細胞分布的影響[J]. 周建,張毅川,齊安國,王彩云. 河南科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[7]不同砧木對西瓜鎘積累和品質(zhì)的影響[J]. 王志偉,李涵,孫波,孫小武,梁志懷,謝漢忠. 果樹學(xué)報. 2017(10)
[8]土壤鎘含量對西瓜莖葉和果實鎘含量的影響[J]. 李涵,王志偉,孫波,鄒甜,孫小武. 果樹學(xué)報. 2017(03)
[9]不同積累型莧菜(Amaranthus mangostanus L.)鎘吸收轉(zhuǎn)運特征差異性研究[J]. 遲克宇,范洪黎. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2016(06)
[10]不同煙草材料鎘積累差異評價[J]. 劉登璐,李廷軒,余海英,張路,王勇. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2016(11)
博士論文
[1]轉(zhuǎn)錄組揭示雙峰駝高濃度血糖耐受機制[D]. 凌宇.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]甘藍型油菜鉬高低積累品種的篩選及其生理分子機制研究[D]. 秦世玉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]高低鎘積累油菜品種篩選及其生化機制研究[D]. 吳志超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]鎘對大豆的毒害效應(yīng)及不同大豆品種耐鎘差異性研究[D]. 黃運湘.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[5]水稻鎘積累和耐性機理及其品種間差異研究[D]. 曾翔.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[6]鎘對草莓的毒害及機理和調(diào)控研究[D]. 張金彪.福建農(nóng)林大學(xué) 2001
碩士論文
[1]惡性瘧原蟲抗原PfMAg-1功能研究[D]. 高雪.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 2018
[2]核苷酸轉(zhuǎn)移酶在擬南芥非生物脅迫應(yīng)答中的功能研究[D]. 岳路明.深圳大學(xué) 2017
[3]107楊鎘脅迫相關(guān)基因表達調(diào)控機制研究[D]. 李夢穎.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2015
[4]不同莧菜品種對重金屬累積差異和機制初探[D]. 陳艷.暨南大學(xué) 2013
[5]鎘對花生生理特性、產(chǎn)量品質(zhì)的影響及其鈣素調(diào)控[D]. 高芳.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[6]重金屬鎘對黃瓜幼苗生理特性的影響及嫁接緩解鎘毒害的生理機制研究[D]. 張媛媛.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[7]重金屬Cd對桐花樹幼苗生理生態(tài)效應(yīng)及土壤酶的影響研究[D]. 吳桂容.廈門大學(xué) 2007
[8]銅、鎘脅迫對冬小麥生長和產(chǎn)量的影響及其緩解措施的研究[D]. 夏來坤.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[9]重金屬鎘對蓮藕生長發(fā)育的影響[D]. 李銘心.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3195879
【文章來源】:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 農(nóng)田土壤重金屬污染的狀況
1.1.2 土壤重金屬污染的來源
1.2 農(nóng)田重金屬污染對土質(zhì)和植物的影響
1.2.1 對土壤質(zhì)量的影響
1.2.2 對植物的影響
1.2.3 對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的影響
1.3 Cd~(2+)在植物體內(nèi)的吸收、轉(zhuǎn)運和積累
1.3.1 植物根系對Cd~(2+)的吸收和外排
1.3.2 Cd~(2+)在植物體內(nèi)的運輸
1.3.3 植物體內(nèi)Cd~(2+)的積累
1.4 Cd~(2+)在植物體內(nèi)的存在形態(tài)與Cd~(2+)的亞細胞分布
1.5 植物對重金屬的解毒機制
1.5.1 絡(luò)合素在植物解毒中的作用
1.5.2 重金屬在細胞壁的固持和液泡區(qū)隔化
1.5.3 植物對重金屬元素的抗氧化作用
1.6 NMT在植物抗重金屬毒害研究中的應(yīng)用
1.7 研究目的與意義
1.8 研究內(nèi)容
1.9 技術(shù)路線
第二章 鎘污染地區(qū)甜瓜安全生產(chǎn)調(diào)查
2.1 材料與方法
2.1.1 調(diào)查區(qū)域
2.1.2 樣品采集
2.1.3 樣品測定
2.1.4 評價方法和標準
2.1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 調(diào)查樣點農(nóng)田土壤pH和重金屬積累量
2.2.2 調(diào)查樣點土壤重金屬污染程度
2.2.3 不同污染程度下甜瓜果實中重金屬積累量
2.3 討論
2.4 小結(jié)
第三章 薄皮甜瓜鎘積累特性的研究
3.1 材料與方法
3.1.1 供試土壤與甜瓜品種
3.1.2 試驗方法
3.1.3 Cd含量的測定方法
3.1.4 數(shù)據(jù)處理
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 不同薄皮甜瓜品種根系Cd~(2+)含量的差異
3.2.2 不同薄皮甜瓜品種基部莖葉Cd~(2+)含量的差異
3.2.3 不同薄皮甜瓜品種上部莖葉Cd~(2+)含量的差異
3.2.4 不同薄皮甜瓜品種果實Cd~(2+)含量的差異
3.2.5 不同薄皮甜瓜品種果實性狀的差異
3.3 討論
3.4 小結(jié)
第四章 鎘脅迫對薄皮甜瓜幼苗生長和生理生化特性的影響
4.1 材料與方法
4.1.1 試驗材料
4.1.2 試驗方法
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 不同濃度CdCl_2對薄皮甜瓜植株生長的影響
4.2.2 不同濃度CdCl_2處理對甜瓜葉片保護酶體系的影響
4.2.3 不同濃度CdCl_2對甜瓜葉片H_2O_2、MDA、GSH和 PRO含量的影響
4.3 討論
4.3.1 不同濃度CdCl_2對甜瓜幼苗生長的影響
4.3.2 不同濃度CdCl_2對甜瓜葉片保護酶體系的影響
4.4 小結(jié)
第五章 鎘脅迫下薄皮甜瓜離子流速和亞細胞分布的研究
5.1 材料與方法
5.1.1 植物材料和生長條件
5.1.2 Cd~(2+)、K~+和Ca~(2+)流速測定
5.1.3 植物亞細胞組分的分離
5.1.4 數(shù)據(jù)處理
5.2 結(jié)果與分析
5.2.1 甜瓜根毛區(qū)Cd~(2+)流速的基因型差異
5.2.2 甜瓜莖基部維管束Cd~(2+)流速的基因型差異
5.2.3 甜瓜根毛區(qū)K~+流速的基因型差異
5.2.4 甜瓜莖基部維管束K~+流速的基因型差異
5.2.5 甜瓜根毛區(qū)Ca~(2+)流速的基因型差異
5.2.6 甜瓜莖基部維管束Ca~(2+)流速的基因型差異
5.2.7 Cd~(2+)在不同甜瓜品種根系和葉片的亞細胞分布
5.3 分析與討論
5.3.1 CdCl_2脅迫對甜瓜根系和莖基部離子流速的影響
5.3.2 Cd~(2+)在不同甜瓜品種的亞細胞分布
5.4 小結(jié)
第六章 鎘脅迫下薄皮甜瓜響應(yīng)機理的研究
6.1 材料與方法
6.1.1 試驗材料
6.1.2 試驗方法
6.2 測序結(jié)果與分析
6.2.1 轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)質(zhì)量評估
6.2.2 薄皮甜瓜品種的4組樣品間重復(fù)性分析
6.2.3 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)差異表達DEG分析
6.3 討論
6.3.1 光合作用提升對Cd耐受能力的影響
6.3.2 抗氧化酶活性對Cd耐受能力的影響
6.3.3 硫代謝對Cd耐受能力的影響
6.3.4 Cd~(2+)轉(zhuǎn)運
6.4 小結(jié)
第七章 全文結(jié)論、創(chuàng)新點與工作展望
7.1 主要結(jié)論
7.2 主要創(chuàng)新點
7.3 下一步研究計劃
參考文獻
附表
作者簡介
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同品種辣椒鎘亞細胞分布和化學(xué)形態(tài)特征差異[J]. 彭秋,李桃,徐衛(wèi)紅,焦璐琛,鄧繼寶. 環(huán)境科學(xué). 2019(07)
[2]鎘在薄皮甜瓜植株中的分布及低積累品種篩選[J]. 王志偉,鄒甜,孫波,龔思,陳澤南,孫小武. 中國蔬菜. 2018(11)
[3]鎘脅迫下西瓜的轉(zhuǎn)錄組測序分析[J]. 王志偉,李涵,鄒甜,孫波,孫小武. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[4]鎘脅迫下菜心的轉(zhuǎn)錄組分析[J]. 張尉欣,劉陽,劉帥,唐玉林. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2018(05)
[5]低Cd積累西瓜品種的篩選[J]. 王志偉,李涵,鄒甜,孫波,龔思,陳澤南,孫小武. 中國瓜菜. 2018(08)
[6]鎘脅迫對刺槐幼苗的生長、鎘離子富集及其細胞分布的影響[J]. 周建,張毅川,齊安國,王彩云. 河南科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[7]不同砧木對西瓜鎘積累和品質(zhì)的影響[J]. 王志偉,李涵,孫波,孫小武,梁志懷,謝漢忠. 果樹學(xué)報. 2017(10)
[8]土壤鎘含量對西瓜莖葉和果實鎘含量的影響[J]. 李涵,王志偉,孫波,鄒甜,孫小武. 果樹學(xué)報. 2017(03)
[9]不同積累型莧菜(Amaranthus mangostanus L.)鎘吸收轉(zhuǎn)運特征差異性研究[J]. 遲克宇,范洪黎. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2016(06)
[10]不同煙草材料鎘積累差異評價[J]. 劉登璐,李廷軒,余海英,張路,王勇. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2016(11)
博士論文
[1]轉(zhuǎn)錄組揭示雙峰駝高濃度血糖耐受機制[D]. 凌宇.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]甘藍型油菜鉬高低積累品種的篩選及其生理分子機制研究[D]. 秦世玉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]高低鎘積累油菜品種篩選及其生化機制研究[D]. 吳志超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]鎘對大豆的毒害效應(yīng)及不同大豆品種耐鎘差異性研究[D]. 黃運湘.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[5]水稻鎘積累和耐性機理及其品種間差異研究[D]. 曾翔.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[6]鎘對草莓的毒害及機理和調(diào)控研究[D]. 張金彪.福建農(nóng)林大學(xué) 2001
碩士論文
[1]惡性瘧原蟲抗原PfMAg-1功能研究[D]. 高雪.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 2018
[2]核苷酸轉(zhuǎn)移酶在擬南芥非生物脅迫應(yīng)答中的功能研究[D]. 岳路明.深圳大學(xué) 2017
[3]107楊鎘脅迫相關(guān)基因表達調(diào)控機制研究[D]. 李夢穎.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2015
[4]不同莧菜品種對重金屬累積差異和機制初探[D]. 陳艷.暨南大學(xué) 2013
[5]鎘對花生生理特性、產(chǎn)量品質(zhì)的影響及其鈣素調(diào)控[D]. 高芳.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[6]重金屬鎘對黃瓜幼苗生理特性的影響及嫁接緩解鎘毒害的生理機制研究[D]. 張媛媛.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[7]重金屬Cd對桐花樹幼苗生理生態(tài)效應(yīng)及土壤酶的影響研究[D]. 吳桂容.廈門大學(xué) 2007
[8]銅、鎘脅迫對冬小麥生長和產(chǎn)量的影響及其緩解措施的研究[D]. 夏來坤.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[9]重金屬鎘對蓮藕生長發(fā)育的影響[D]. 李銘心.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3195879
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