本文關(guān)鍵詞：混種少花龍葵嫁接后代對(duì)枇杷鎘積累的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)枇杷園土壤鎘污染的修復(fù)問(wèn)題,本研究從生態(tài)系統(tǒng)的生物物種多樣性出發(fā),通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)毓麍@雜草中篩選出的潛在鎘超富集植物少花龍葵(Solanum photeinocarpum)進(jìn)行嫁接,再將少花龍葵嫁接后代與枇杷混種,研究混種對(duì)兩種植物的生理生態(tài)特性、DNA甲基化模式及鎘積累特性的影響,以期篩選出能顯著降低枇杷果實(shí)鎘含量的少花龍葵嫁接后代植株,并揭示少花龍葵嫁接后代對(duì)枇杷鎘積累量的可能生態(tài)調(diào)控機(jī)制。該研究對(duì)枇杷乃至其它水果產(chǎn)區(qū)的果園鎘污染修復(fù)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。主要研究結(jié)果如下：1.采用土壤高濃度鎘污染篩選法從11種果園優(yōu)勢(shì)雜草中篩選出了6種鎘超富集植物或鎘富集植物,篩選效率高,其中,鼠麴草(Gnaphalium affine)、牛膝菊(Galinsoga parviflora)和紅果黃鵪菜(Youngia erythrocarpa)是鎘超富集植物,少花龍葵(Solanum photeinocarpum)是潛在鎘超富集植物,碎米薺(Cardamine hirsuta)和豬殃殃(Gatium aparine)是鎘富集植物。2.通過(guò)不同濃度梯度的鎘污染(0～20 mg/kg)處理一年生枇杷實(shí)生幼苗的結(jié)果表明,隨土壤鎘濃度的增加,枇杷實(shí)生幼苗的根系生物量、莖桿生物量、葉片生物量、地上部分生物量及葉綠素含量呈降低的趨勢(shì),但未表現(xiàn)出明顯的毒害癥狀,說(shuō)明一年生枇杷實(shí)生幼苗對(duì)土壤鎘脅迫具有較強(qiáng)的耐性。一年生枇杷實(shí)生幼苗的鎘含量在各個(gè)器官的分布為：根系莖桿地上部分葉片。隨土壤鎘濃度的增加,一年生枇杷實(shí)生幼苗植株的鎘含量呈增加的趨勢(shì),而地上部分的鎘積累量呈先增加后降低的趨勢(shì)(最大值出現(xiàn)在土壤鎘濃度約為10mg/kg)。因此,枇杷實(shí)生幼苗可以作為果園鎘污染土壤的修復(fù)材料,用于土壤鎘濃度為10 mg/kg以內(nèi)的果園鎘污染土壤的修復(fù)。3.將篩選出的生物量較大的鎘超富集植物牛膝菊、紅果黃鵪菜和少花龍葵秸稈施入鎘污染土壤(10 mg/kg)并種植枇杷實(shí)生幼苗,結(jié)果表明,枇杷實(shí)生幼苗的生物量大小為：少花龍葵秸稈牛膝菊秸稈未施用紅果黃鵪菜秸稈,鎘含量的大小順序?yàn)椋荷倩埧斩捈t果黃鵪菜秸稈牛膝菊秸稈未施用。兩種枇杷實(shí)生幼苗的植株鎘積累量最大值均為少花龍葵秸稈處理。因此,少花龍葵秸稈是提高枇杷實(shí)生幼苗修復(fù)果園鎘污染土壤能力的最佳材料。4.采用不同砧木對(duì)少花龍葵進(jìn)行嫁接,分別為：不嫁接(UG)、自根同株嫁接(SG)、自根異株嫁接(DG)和野生馬鈴薯砧木嫁接(PG)。結(jié)果表明,與UG相比,SG、DG和PG地上部分生物量均降低,這是由于本試驗(yàn)種植的時(shí)間較短造成的。與UG相比,SG和DG均提高了少花龍葵植株鎘含量,而PG降低了其鎘含量。嫁接提高了少花龍葵DNA甲基化率,大小順序?yàn)镻GDGSGUG,而DNA甲基化模式變化以過(guò)甲基化為主,相對(duì)于UG的大小順序?yàn)镻GDGSG,這有利于提高少花龍葵對(duì)鎘脅迫的抗性。5.通過(guò)對(duì)少花龍葵嫁接后代的鎘積累特性研究表明,嫁接沒(méi)有引起少花龍葵后代(第-代)的基因變異,但提高了其生物量、鎘含量及鎘積累量,相應(yīng)的葉綠素含量、抗氧化酶活性(SOD、POD及CAT)、光合作用也得到提高,其大小順序?yàn)椋篜G1DG1SG1UG1。少花龍葵嫁接后代(第一代)的DNA甲基化水平及DNA甲基化模式的變化與嫁接當(dāng)代一致,說(shuō)明嫁接導(dǎo)致的變化后的DNA甲基化傳遞到了少花龍葵后代中。少花龍葵嫁接后代(第二代、第三代)的生物量、鎘含量就鎘積累量與其第一代的變化趨勢(shì)相同,說(shuō)明嫁接引起的表觀遺傳變異能夠比較穩(wěn)定地在少花龍葵后代中傳遞。因此,嫁接能夠提高少花龍葵后代的鎘修復(fù)能力,是一種改良超富集植物的新方法。6.少花龍葵嫁接后代(第一代)混種枇杷實(shí)生幼苗研究表明,混種后,兩種植物的生物量均得到提高,地上部分鎘含量及鎘積累量也得到提高,相應(yīng)的葉綠素含量、抗氧化酶活性(SOD. POD及CAT)、光合作用、可溶性糖含量、全磷含量、全鉀含量均高于單種。這些結(jié)果說(shuō)明,少花龍葵嫁接后代(第一代)混種枇杷實(shí)生幼苗的搭配方式合理,促進(jìn)了兩種植物生長(zhǎng)與鎘修復(fù)能力的提高。此外,混種后,枇杷實(shí)生幼苗的DNA甲基化水平均得到提高,大小順序?yàn)椋夯旆N(PGl)混種(DGl)混種(SG1)混種(UG1)單種；而DNA甲基化模式變化以過(guò)甲基化為主,相對(duì)于單種而言的大小順序?yàn)椋夯旆N(PG1)混種(DG1)混種(SG1)混種(UG1)。這些結(jié)果說(shuō)明混種提高了枇杷實(shí)生幼苗的抗性。7.少花龍葵嫁接后代(第一代)混種枇杷嫁接苗及結(jié)果樹(shù)的盆栽試驗(yàn)和小區(qū)試驗(yàn)研究表明,混種后,枇杷嫁接苗及結(jié)果樹(shù)的根系及嫩枝鎘含量均低于其單種,而老枝的鎘含量則高于其單種。混種后,枇杷果實(shí)的果皮、果肉及種子鎘含量均低于單種,其大小順序均為：?jiǎn)畏N混種(UG1)混種(SG1)混種(DG1)混種(PG1),枇杷果肉鎘含量的降低幅度8.97%-50.65%,但未達(dá)到綠色食品的限量標(biāo)準(zhǔn)(0.03mg/kg),這與土壤鎘含量及枇杷品種有關(guān)�；旆N后的枇杷果實(shí)的單果重、縱徑及橫徑與單種沒(méi)有明顯變化,而總酸含量均低于單種,Vc含量、可溶性固形物含量及總糖含量高于單種,表明混種少花龍葵嫁接后代(第-代)提高了枇杷果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)�；旆N枇杷嫁接苗及結(jié)果樹(shù)均能夠提高少花龍葵嫁接后代(第一代)的鎘修復(fù)能力,修復(fù)效果明顯,其大小順序?yàn)椋篜G1DG1SG1UG1。綜上所述,針對(duì)鎘污染土壤的枇杷園,少花龍葵嫁接后代(第一代)混種枇杷是一種有效的植物修復(fù)方式,其中以混種馬鈴薯砧木的少花龍葵嫁接后代的效果最佳,其次為混種自根異株嫁接的少花龍葵嫁接后代。
【關(guān)鍵詞】：超富集植物 嫁接后代 混種 枇杷 鎘
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S667.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 嫁接及混種對(duì)重金屬植物修復(fù)的研究進(jìn)展14-24
• 1.1 重金屬污染治理技術(shù)14
• 1.2 超富集植物的篩選方法14-15
• 1.3 重金屬在植物體內(nèi)的分布特點(diǎn)15-16
• 1.4 嫁接導(dǎo)致變異在植物育種中的應(yīng)用16-18
• 1.4.1 嫁接對(duì)植物重金屬吸收的影響16
• 1.4.2 嫁接導(dǎo)致植物變異的機(jī)理16-17
• 1.4.3 嫁接導(dǎo)致變異在植物育種中的應(yīng)用17-18
• 1.5 植物嫁接與表觀遺傳18-19
• 1.6 間(混)種對(duì)植物重金屬積累及養(yǎng)分吸收的影響19-20
• 1.7 研究目的意義、內(nèi)容與技術(shù)路線20-24
• 1.7.1 研究目的意義20-21
• 1.7.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.7.3 技術(shù)路線22-24
• 第二章 基于土壤高濃度鎘污染的果園雜草超富集植物篩選24-32
• 2.1 材料與方法24-26
• 2.1.1 土壤高濃度鎘污染篩選法24-25
• 2.1.2 篩選試驗(yàn)25-26
• 2.1.3 濃度梯度鑒定試驗(yàn)26
• 2.1.4 數(shù)據(jù)處理方法26
• 2.2 結(jié)果與分析26-30
• 2.2.1 土壤高濃度鎘污染篩選法試驗(yàn)結(jié)果26-27
• 2.2.2 濃度梯度鑒定試驗(yàn)27-30
• 2.3 討論30-32
• 2.3.1 超富集植物篩選方法30
• 2.3.2 鎘對(duì)超富集植物生長(zhǎng)的影響30-31
• 2.3.3 鎘超富集植物的確定與應(yīng)用31-32
• 第三章 枇杷實(shí)生幼苗對(duì)鎘的積累特性研究32-39
• 3.1 材料與方法32-33
• 3.1.1 試驗(yàn)材料32
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法32-33
• 3.1.3 數(shù)據(jù)處理方法33
• 3.2 結(jié)果與分析33-37
• 3.2.1 枇杷實(shí)生幼苗生物量33-34
• 3.2.2 枇杷實(shí)生幼苗葉綠素含量34-35
• 3.2.3 枇杷實(shí)生幼苗的鎘含量35-36
• 3.2.4 枇杷實(shí)生幼苗的鎘積累量36-37
• 3.3 討論37-39
• 3.3.1 鎘脅迫對(duì)枇杷實(shí)生幼苗生物量的影響37-38
• 3.3.2 鎘脅迫對(duì)枇杷實(shí)生幼苗光合色素含量的影響38
• 3.3.3 鎘脅迫對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘積累量的影響38-39
• 第四章 超富集植物秸稈對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘積累的影響39-49
• 4.1 材料與方法40-41
• 4.1.1 試驗(yàn)材料40
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)40-41
• 4.1.3 數(shù)據(jù)處理方法41
• 4.2 結(jié)果與分析41-46
• 4.2.1 超富集植物秸稈對(duì)枇杷實(shí)生幼苗生物量的影響41-42
• 4.2.2 超富集植物秸稈對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘含量的影響42-43
• 4.2.3 超富集植物秸稈對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘積累量的影響43-44
• 4.2.4 超富集植物秸稈對(duì)土壤pH值的影響44
• 4.2.5 超富集植物秸稈對(duì)土壤有效態(tài)鎘含量的影響44-45
• 4.2.6 超富集植物秸稈對(duì)土壤酶活性的影響45-46
• 4.3 討論46-49
• 4.3.1 超富集植物秸稈對(duì)枇杷實(shí)生幼苗生物量的影響46-47
• 4.3.2 超富集植物秸稈對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘積累量的影響47-48
• 4.3.3 超富集植物秸稈對(duì)土壤酶活性的影響48-49
• 第五章 嫁接對(duì)少花龍葵鎘積累的影響49-79
• 5.1 材料與方法49-57
• 5.1.1 嫁接處理49-50
• 5.1.2 少花龍葵嫁接當(dāng)代的鎘積累特性研究50-53
• 5.1.3 少花龍葵嫁接當(dāng)代及后代的DNA變異鑒定53
• 5.1.4 少花龍葵嫁接后代(第一代)的鎘積累特性53-56
• 5.1.5 少花龍葵嫁接后代(第二代、第三代)的鎘積累特性56-57
• 5.1.6 數(shù)據(jù)處理方法57
• 5.2 結(jié)果與分析57-72
• 5.2.1 嫁接對(duì)少花龍葵生長(zhǎng)及鎘積累特性的影響57-62
• 5.2.2 少花龍葵嫁接當(dāng)代及后代的DNA變異鑒定62
• 5.2.3 少花龍葵嫁接后代(第一代)的生長(zhǎng)及鎘積累特性62-69
• 5.2.4 少花龍葵嫁接后代(第二代、第三代)的鎘積累特性69-72
• 5.3 討論72-79
• 5.3.1 嫁接對(duì)少花龍葵生長(zhǎng)及鎘積累的影響72-75
• 5.3.2 嫁接對(duì)少花龍葵后代基因變異的影響75
• 5.3.3 少花龍葵嫁接后代(第一代)的生長(zhǎng)及鎘積累的特性75-77
• 5.3.4 少花龍葵嫁接后代(第二代、第三代)的生長(zhǎng)及鎘積累的特性77-79
• 第六章 少花龍葵嫁接后代對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘積累的影響79-112
• 6.1 材料與方法79-82
• 6.1.1 少花龍葵嫁接后代混種枇杷實(shí)生幼苗79-81
• 6.1.2 少花龍葵嫁接后代秸稈對(duì)枇杷鎘積累的影響81-82
• 6.1.3 數(shù)據(jù)處理方法82
• 6.2 結(jié)果與分析82-108
• 6.2.1 混種對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘積累的影響82-93
• 6.2.2 混種對(duì)少花龍葵嫁接后代鎘積累的影響93-100
• 6.2.3 少花龍葵嫁接后代混種枇杷實(shí)生幼苗對(duì)土壤養(yǎng)分有效性的影響100-102
• 6.2.4 少花龍葵嫁接后代秸稈對(duì)枇杷實(shí)生幼苗鎘積累的影響102-108
• 6.3 討論108-112
• 6.3.1 混種對(duì)植物生長(zhǎng)的影響108
• 6.3.2 混種對(duì)植物鎘積累的影響108-110
• 6.3.3 混種對(duì)植物生理生態(tài)的影響110
• 6.3.4 混種對(duì)植物DNA甲基化的影響110
• 6.3.5 混種對(duì)植物土壤環(huán)境及養(yǎng)分吸收的影響110-112
• 第七章 少花龍葵嫁接后代對(duì)枇杷嫁接苗及結(jié)果樹(shù)鎘積累的影響112-127
• 7.1 材料與方法112-115
• 7.1.1 少花龍葵嫁接后代混種枇杷嫁接苗112-114
• 7.1.2 少花龍葵嫁接后代混種枇杷結(jié)果樹(shù)114-115
• 7.1.3 數(shù)據(jù)處理方法115
• 7.2 結(jié)果與分析115-125
• 7.2.1 盆栽試驗(yàn)的少花龍葵嫁接后代混種枇杷嫁接苗115-117
• 7.2.2 小區(qū)試驗(yàn)的少花龍葵嫁接后代混種枇杷嫁接苗117-119
• 7.2.3 盆栽試驗(yàn)的少花龍葵嫁接后代混種枇杷結(jié)果樹(shù)119-122
• 7.2.4 小區(qū)試驗(yàn)的少花龍葵嫁接后代混種枇杷結(jié)果樹(shù)122-125
• 7.3 討論125-127
• 第八章 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及展望127-129
• 8.1 結(jié)論127
• 8.2 創(chuàng)新點(diǎn)127
• 8.3 展望127-129
• 參考文獻(xiàn)129-139
• 附圖139-145
• 致謝145-146
• 攻讀博士學(xué)位期間的主要成果146-150

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本文編號(hào)：402271