纳米ZnO/AM真菌对玉米的生物效应及作用机理研究

发布时间：2023-04-10 10:56

　　我国纳米ZnO的生产规模每年已经超过1万吨。随着纳米ZnO的广泛应用,纳米ZnO在生产、运输、使用等过程中将不可避免的通过各种途径进入土壤生态系统,长期累积达到一定浓度水平后对土壤-植物系统会产生怎样的影响?目前尚不清楚。锌是植物生长发育必需的营养元素,但过量会对植物造成毒害,因此,有必要研究纳米ZnO在土壤中对植物的生物效应。纳米ZnO因具有良好的抗菌性能,对多种微生物都具有毒性作用;丛枝菌根(AM)真菌是广泛存在于土壤中的微生物,它既能帮助植物获得营养、促进植物生长,还存在对重金属耐受性的潜在机制,避免重金属在植物体内的过量累积。当过量纳米ZnO进入土壤生态系统后,AM真菌与纳米ZnO对植物生长发育具有怎样的互作效应?AM真菌能否缓解高浓度纳米ZnO对植物的生长胁迫?其缓解机理是什么?迄今未见相关的研究报道。本文首先采用土培试验,研究了(1)不同浓度纳米ZnO对玉米的生物效应,明确了纳米ZnO对玉米产生刺激/毒害的浓度水平,并从营养生理角度分析了高浓度纳米ZnO对玉米生长毒害的机理。(2)纳米ZnO与AM真菌交互作用对玉米的生物效应,并从营养生理角度分析了AM真菌缓解纳米ZnO植物...

【文章页数】：161 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 人工纳米颗粒(ENPs)的生物效应
        1.1.1 ENPs对植物和微生物的生物效应
        1.1.2 ENPs生物毒性的可能机制及其影响因素
        1.1.3 植物对ENPs的吸收、运输和积累
        1.1.4 生物对ENPs的可能解毒机制
    1.2 人工纳米颗粒(ENPs)的环境效应
        1.2.1 ENPs在水体环境中的效应
        1.2.2 ENPs在大气环境中的效应
        1.2.3 ENPs在土壤环境中的效应
    1.3 纳米ZnO的生物效应
        1.3.1 纳米ZnO的应用状况
        1.3.2 纳米ZnO对动物和微生物的作用
        1.3.3 纳米ZnO对植物的效应
    1.4 丛枝菌根真菌(AMF)与植物的抗逆性
        1.4.1 AMF与植物的抗旱性
        1.4.2 AMF与植物的抗温度胁迫能力
        1.4.3 AMF与植物的抗盐性
        1.4.4 AMF与植物的抗病性
        1.4.5 AMF与植物的抗重金属能力
    1.5 丛枝菌根真菌（AMF）与植物的锌营养
        1.5.1 Zn对植物生长发育的影响
        1.5.2 Zn污染条件下AMF的分布与侵染
        1.5.3 AMF对植物生长发育、锌吸收累积的影响
        1.5.4 AMF对锌毒害的可能缓解机制
第2章 前言
    2.1 选题依据
    2.2 研究目的
    2.3 研究内容
    2.4 技术路线
第3章 纳米ZnO对玉米的生物效应.
    3.1 材料与方法
        3.1.1 供试材料
        3.1.2 试验设计
        3.1.3 测定项目与方法
        3.1.4 数据计算与统计
    3.2 结果与分析
        3.2.1 纳米ZnO对玉米生物量和株高的影响
        3.2.2 纳米ZnO对玉米叶片光合色素含量的影响
        3.2.3 玉米根系活力和叶片O2.- 浓度对纳米ZnO的响应
        3.2.4 纳米ZnO对玉米Zn浓度和Zn吸收量的影响
        3.2.5 纳米ZnO对玉米Zn富集系数和Zn转运系数的影响
        3.2.6 纳米ZnO对玉米植株矿质元素吸收的影响
        3.2.7 纳米ZnO对土壤DTPA-Zn含量的影响
    3.3 讨论
    3.4 小结
第4章 AM真菌缓解纳米ZnO生物胁迫的机制
    4.1 材料与方法
        4.1.1 供试材料
        4.1.2 试验设计
        4.1.3 测定项目与方法
        4.1.4 数据计算与统计
    4.2 结果与分析
        4.2.1 纳米ZnO对玉米菌根侵染率的影响
        4.2.2 AM真菌对纳米ZnO胁迫下玉米生长发育的影响
        4.2.3 AM真菌对纳米ZnO胁迫下玉米植株Zn吸收的影响
        4.2.4 AM真菌对纳米ZnO胁迫下玉米植株Zn转运及累积的影响
        4.2.5 AM真菌对纳米ZnO胁迫下玉米叶片光合色素含量的影响
        4.2.6 玉米根系活力和叶片SOD活性、O2.-含量对AM真菌的响应
        4.2.7 AM真菌对纳米ZnO胁迫下玉米矿质元素吸收的影响
        4.2.8 接菌对土壤DTPA-Zn和球囊霉素相关蛋白的影响
    4.3 讨论
    4.4 小结
第5章 纳米ZnO与AM真菌对玉米细胞结构的影响
    5.1 材料与方法
        5.1.1 供试材料
        5.1.2 试验设计
        5.1.3 超微结构取样制样及观察测定方法
        5.1.4 能谱分析和元素含量测定
        5.1.5 植株样品分析
    5.2 结果与分析
        5.2.1 纳米ZnO胁迫对玉米叶片细胞结构的影响
        5.2.2 AM真菌对纳米ZnO胁迫下玉米叶片细胞结构的影响
        5.2.3 玉米叶片细胞能谱分析及元素含量
        5.2.4 纳米ZnO胁迫对玉米根细胞结构的影响
        5.2.5 AM真菌对纳米ZnO胁迫下玉米根细胞结构的影响
        5.2.6 根细胞能谱分析及元素含量
    5.3 讨论
    5.4 小结
第6章 基于转录组测序技术的纳米ZnO与AM真菌对玉米基因表达谱的影响
    6.1 材料与方法
        6.1.1 供试材料
        6.1.2 试验设计
        6.1.3 转录组测序
    6.2 结果与分析
        6.2.1 raw reads数据过滤的结果
        6.2.2 测序数据统计分析结果
        6.2.3 差异表达基因的分析结果
        6.2.4 差异表达基因GO功能显著性富集分析结果
        6.2.5 差异表达基因KEGG Pathway显著富集分析结果
    6.3 讨论
    6.4 小结
第7章 有机肥与AM真菌协同对纳米ZnO植物毒害的调控
    7.1 材料与方法
        7.1.1 供试材料
        7.1.2 试验设计
        7.1.3 测定项目与方法
        7.1.4 数据计算与统计
    7.2 结果与分析
        7.2.1 纳米ZnO胁迫下有机肥对玉米根系菌根侵染率的影响
        7.2.2 纳米ZnO胁迫下有机肥与AM真菌对玉米生长发育的影响
        7.2.3 纳米ZnO胁迫下有机肥与AM真菌对玉米叶片光合色素的影响
        7.2.4 纳米 Zn O 胁迫下有机肥与 AM 真菌对植株体内 Zn 浓度的影响
        7.2.5 纳米ZnO胁迫下有机肥与AM真菌对植株矿质元素吸收的影响
        7.2.6 有机肥与 AM 真菌对土壤 DTPA-Zn 含量的影响
    7.3 讨论
    7.4 小结
第8章 主要结论、研究创新和研究展望
    8.1 主要结论
    8.2 研究特色与创新
    8.3 研究展望与建议
参考文献
致谢
学习期间发表的论文及参加的学术会议



本文编号：3788492