菜心对多环芳烃吸收及胁迫响应的机理研究
发布时间：2022-07-08 15:25
多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）是在环境中长期、广泛存在的毒性有机污染物。可以通过大气沉降和污水灌溉等途径而被植物吸收和积累,对农产品质量安全和人体健康产生极大的威胁。本文以PAHs和菜心为试验材料,研究了菜心对土壤中不同种类PAHs的吸收和积累规律;施用微生物菌肥和生物质炭对土壤中不同种类PAHs挥发性和生物有效性含量及菜心吸收积累土壤PAHs的影响;菜心在PAHs胁迫下生理和分子的响应机制。主要研究结果如下:1.采用不同浓度PAHs污染土壤盆栽种植菜心,研究菜心对土壤中不同种类PAHs的吸收和积累规律。结果表明:菜心根、茎、叶中的PAHs含量随着土壤PAHs污染浓度的增加而升高;菜心植株不同部位对土壤PAHs吸收和积累的大小顺序为根部>叶片>茎部。菜心叶片中的PAHs含量在定植后17d内快速上升,17d至24d,上升速度明显减慢。菜心植株内低环类PAHs的含量占PAHs总量的77.61～90.3%,高环类PAHs的含量占PAHs总量的9.70～22.39%。菜心对土壤中5种PAHs的富集能力大小为Phe>Nap...
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
1 前言
1.1 多环芳烃概述
1.1.1 多环芳烃的种类和性质
1.1.2 多环芳烃的来源
1.1.3 多环芳烃的分布
1.1.4 多环芳烃的危害
1.2 土壤多环芳烃污染和修复
1.2.1 土壤多环芳烃污染
1.2.2 土壤多环芳烃污染修复
1.3 植物对多环芳烃的吸收和积累
1.4 植物对多环芳烃胁迫的生理响应
1.5 植物对多环芳烃胁迫的分子生物学响应
1.6 研究的目的和意义
1.7 技术路线
2 菜心对土壤PAHs的吸收积累特性研究
2.1 材料与方法
2.1.1 供试材料
2.1.2 试验方法
2.1.3 栽培管理和采样方法
2.1.4 试验测定的项目及方法
2.1.5 生物富集系数
2.1.6 数据处理和分析
2.2 结果与分析
2.2.1 菜心植株不同部位吸收积累土壤PAHs的情况
2.2.2 不同浓度PAHs污染土壤菜心叶片中5种PAHs的含量
2.2.3 不同浓度PAHs污染土壤菜心根部中5种PAHs的含量
2.2.4 不同浓度PAHs污染土壤菜心茎部中5种PAHs的含量
2.2.5 菜心植株中不同种类PAHs的百分比含量
2.2.6 菜心植株中5种PAHs的生物富集系数
2.2.7 种植菜心前后土壤中可提取的PAHs总含量变化情况
2.3 讨论
2.3.1 菜心根部、茎部和叶片对土壤中PAHs的吸收和积累
2.3.2 不同苯环数的PAHs在菜心根部、茎部和叶片中的积累
2.3.3 种植菜心前后土壤中可提取的PAHs含量的变化
2.4 小结
3 微生物菌肥和生物质炭对菜心吸收和积累土壤PAHs的影响研究
3.1 材料与方法
3.1.1 供试材料
3.1.2 试验方法
3.1.3 栽培管理和采样方法
3.1.4 试验测定的项目及方法
3.1.5 数据处理和分析
3.2 结果与分析
3.2.1 不同处理对土壤中可提取的PAHs总含量的影响
3.2.2 不同处理对土壤中可挥发性PAHs含量的影响
3.2.3 不同处理对土壤中PAHs的生物可利用含量的影响
3.2.4 不同处理对菜心平均单株重量的影响
3.2.5 不同处理对菜心植株地上部分和地下部分PAHs总含量的影响
3.2.6 不同处理对菜心植株地上部分5种PAHs含量的影响
3.2.7 不同处理对菜心植株地下部分5种PAHs含量的影响
3.3 讨论
3.3.1 施用生物质炭和微生物菌肥对土壤中可提取的PAHs含量的影响
3.3.2 施用生物质炭和微生物菌肥对土壤中可挥发PAHs含量的影响
3.3.3 施用生物质炭和微生物菌肥对土壤中PAHs的生物可利用含量的影响
3.3.4 施用生物质炭和微生物菌肥对菜心植株地上部分和地下部分PAHs含量的影响
3.4 小结
4 菜心对PAHs胁迫的生理响应
4.1 材料与方法
4.1.1 供试材料
4.1.2 试验设计
4.1.3 菜心种植及采样
4.1.4 测定项目及方法
4.1.5 数据处理和分析
4.2 结果与分析
4.2.1 PAHs胁迫对菜心生长的影响
4.2.2 PAHs胁迫对菜心MDA含量的影响
4.2.3 PAHs胁迫对菜心H_2O_2含量的影响
4.2.4 PAHs胁迫对菜心脯氨酸含量的影响
4.2.5 PAHs胁迫对菜心可溶性蛋白含量的影响
4.2.6 PAHs胁迫对菜心SOD活性的影响
4.2.7 PAHs胁迫对菜心POD活性的影响
4.2.8 PAHs胁迫对菜心CAT活性的影响
4.2.9 PAHs胁迫对菜心APX活性的影响
4.3 讨论
4.3.1 PAHs胁迫对菜心生长的影响
4.3.2 PAHs胁迫对菜心膜脂过氧化作用的影响
4.3.3 PAHs胁迫对菜心渗透调节物质的影响
4.3.4 PAHs胁迫对菜心抗氧化保护酶的影响
4.4 小结
5 菜心响应PAHs胁迫的转录组学分析
5.1 材料与方法
5.1.1 植物材料
5.1.2 RNA提取与检测
5.1.3 cDNA文库构建、测序及测序质量评估
5.1.4 上机测序
5.1.5 生物信息分析
5.1.6 测序评估
5.1.7 比对统计
5.1.8 基因统计
5.1.9 基因差异表达分析
5.1.10 差异基因注释及基因功能预测
5.1.11 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证分析
5.2 结果与分析
5.2.1 样品RNA质量分析
5.2.2 测序评估
5.2.3 测序结果与rRNA和参考基因组比对统计
5.2.4 测序饱和度与随机性分析
5.2.5 重复性分析
5.2.6 基因表达结果统计
5.2.7 差异基因分析
5.2.8 差异基因功能注释
5.2.9 KOG分类
5.2.10 KEGG富集分析
5.2.11 差异基因筛选
5.2.12 实时荧光定量PCR验证
5.3 讨论
5.4 小结
6 结论、创新点与展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 问题与展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]辣椒中多环芳烃的累积特征及健康风险评估[J]. 程琪琪,葛蔚,李敬锁,柴超,曾路生,吴娟. 环境化学. 2018(02)
[2]乙烯利处理对苦瓜氧化酶活性及苦瓜性别分化的影响[J]. 严良文,陈瑶瑶,刘智成. 南方农业学报. 2017(10)
[3]沈北新区土壤中多环芳烃污染特征及源解析[J]. 李嘉康,宋雪英,魏建兵,王颖怡,李玉双,郑学昊. 环境科学. 2018(01)
[4]中国主要地区表层土壤多环芳烃含量及来源解析[J]. 张俊叶,俞菲,俞元春. 生态环境学报. 2017(06)
[5]徐州市售蔬菜中多环芳烃污染与健康危害[J]. 王丽萍,夏忠欢,吴敏敏,张倩倩,杨浩. 生态毒理学报. 2017(03)
[6]生物质炭对小白菜吸收多环芳烃的影响[J]. 彭碧莲,刘铭龙,隋凤凤,潘志平,李恋卿,潘根兴,程琨. 农业环境科学学报. 2017(04)
[7]广州市大气PM2.5中多环芳烃的季节变化特征及健康风险评价[J]. 梁秀梅,邹云锋,王钰钰,熊玉霞,符小晴,谭艺,周彩兰,李志鹏,彭晓武. 环境与健康杂志. 2017(03)
[8]生物质炭对土壤中PAHs总量及有效性的影响研究[J]. 张原原,王聪颖,李增波,史志明. 农业环境科学学报. 2017(02)
[9]杭州市冬春季大气细颗粒物中多环芳烃的粒径分布特征及细胞毒性研究[J]. 陈金媛,刘柏辰,韩潇倩,周庆华. 环境污染与防治. 2017(02)
[10]WRKY转录因子在植物抗逆生理中的研究进展[J]. 文锋,吴小祝,廖亮,刘新圣,李鹏. 广西植物. 2017(01)
博士论文
[1]茶叶中多环芳烃的浓度水平、源解析及风险[D]. 林道辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]南宁市菜地土壤及蔬菜中多环芳烃的含量及来源分析[D]. 龙彪.广西大学 2017
[2]城市典型植物叶片中PAHs的时空分布特征及迁移转化机理[D]. 杨博.华东师范大学 2017
[3]多环芳烃荧蒽对植物和土壤生物毒害的剂量—效应关系及其土壤环境基准初探[D]. 焦婷婷.南京农业大学 2009
[4]萘胁迫对水稻基因组DNA甲基化模式及水平的影响研究[D]. 范建成.东北师范大学 2008
[5]土壤萘污染对玉米生长发育的影响[D]. 孙成芬.东北师范大学 2007
[6]西安市机动车排放尾气中多环芳烃对大气环境的影响研究[D]. 蔚隽.西安建筑科技大学 2006
本文编号：3657274
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
1 前言
1.1 多环芳烃概述
1.1.1 多环芳烃的种类和性质
1.1.2 多环芳烃的来源
1.1.3 多环芳烃的分布
1.1.4 多环芳烃的危害
1.2 土壤多环芳烃污染和修复
1.2.1 土壤多环芳烃污染
1.2.2 土壤多环芳烃污染修复
1.3 植物对多环芳烃的吸收和积累
1.4 植物对多环芳烃胁迫的生理响应
1.5 植物对多环芳烃胁迫的分子生物学响应
1.6 研究的目的和意义
1.7 技术路线
2 菜心对土壤PAHs的吸收积累特性研究
2.1 材料与方法
2.1.1 供试材料
2.1.2 试验方法
2.1.3 栽培管理和采样方法
2.1.4 试验测定的项目及方法
2.1.5 生物富集系数
2.1.6 数据处理和分析
2.2 结果与分析
2.2.1 菜心植株不同部位吸收积累土壤PAHs的情况
2.2.2 不同浓度PAHs污染土壤菜心叶片中5种PAHs的含量
2.2.3 不同浓度PAHs污染土壤菜心根部中5种PAHs的含量
2.2.4 不同浓度PAHs污染土壤菜心茎部中5种PAHs的含量
2.2.5 菜心植株中不同种类PAHs的百分比含量
2.2.6 菜心植株中5种PAHs的生物富集系数
2.2.7 种植菜心前后土壤中可提取的PAHs总含量变化情况
2.3 讨论
2.3.1 菜心根部、茎部和叶片对土壤中PAHs的吸收和积累
2.3.2 不同苯环数的PAHs在菜心根部、茎部和叶片中的积累
2.3.3 种植菜心前后土壤中可提取的PAHs含量的变化
2.4 小结
3 微生物菌肥和生物质炭对菜心吸收和积累土壤PAHs的影响研究
3.1 材料与方法
3.1.1 供试材料
3.1.2 试验方法
3.1.3 栽培管理和采样方法
3.1.4 试验测定的项目及方法
3.1.5 数据处理和分析
3.2 结果与分析
3.2.1 不同处理对土壤中可提取的PAHs总含量的影响
3.2.2 不同处理对土壤中可挥发性PAHs含量的影响
3.2.3 不同处理对土壤中PAHs的生物可利用含量的影响
3.2.4 不同处理对菜心平均单株重量的影响
3.2.5 不同处理对菜心植株地上部分和地下部分PAHs总含量的影响
3.2.6 不同处理对菜心植株地上部分5种PAHs含量的影响
3.2.7 不同处理对菜心植株地下部分5种PAHs含量的影响
3.3 讨论
3.3.1 施用生物质炭和微生物菌肥对土壤中可提取的PAHs含量的影响
3.3.2 施用生物质炭和微生物菌肥对土壤中可挥发PAHs含量的影响
3.3.3 施用生物质炭和微生物菌肥对土壤中PAHs的生物可利用含量的影响
3.3.4 施用生物质炭和微生物菌肥对菜心植株地上部分和地下部分PAHs含量的影响
3.4 小结
4 菜心对PAHs胁迫的生理响应
4.1 材料与方法
4.1.1 供试材料
4.1.2 试验设计
4.1.3 菜心种植及采样
4.1.4 测定项目及方法
4.1.5 数据处理和分析
4.2 结果与分析
4.2.1 PAHs胁迫对菜心生长的影响
4.2.2 PAHs胁迫对菜心MDA含量的影响
4.2.3 PAHs胁迫对菜心H_2O_2含量的影响
4.2.4 PAHs胁迫对菜心脯氨酸含量的影响
4.2.5 PAHs胁迫对菜心可溶性蛋白含量的影响
4.2.6 PAHs胁迫对菜心SOD活性的影响
4.2.7 PAHs胁迫对菜心POD活性的影响
4.2.8 PAHs胁迫对菜心CAT活性的影响
4.2.9 PAHs胁迫对菜心APX活性的影响
4.3 讨论
4.3.1 PAHs胁迫对菜心生长的影响
4.3.2 PAHs胁迫对菜心膜脂过氧化作用的影响
4.3.3 PAHs胁迫对菜心渗透调节物质的影响
4.3.4 PAHs胁迫对菜心抗氧化保护酶的影响
4.4 小结
5 菜心响应PAHs胁迫的转录组学分析
5.1 材料与方法
5.1.1 植物材料
5.1.2 RNA提取与检测
5.1.3 cDNA文库构建、测序及测序质量评估
5.1.4 上机测序
5.1.5 生物信息分析
5.1.6 测序评估
5.1.7 比对统计
5.1.8 基因统计
5.1.9 基因差异表达分析
5.1.10 差异基因注释及基因功能预测
5.1.11 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证分析
5.2 结果与分析
5.2.1 样品RNA质量分析
5.2.2 测序评估
5.2.3 测序结果与rRNA和参考基因组比对统计
5.2.4 测序饱和度与随机性分析
5.2.5 重复性分析
5.2.6 基因表达结果统计
5.2.7 差异基因分析
5.2.8 差异基因功能注释
5.2.9 KOG分类
5.2.10 KEGG富集分析
5.2.11 差异基因筛选
5.2.12 实时荧光定量PCR验证
5.3 讨论
5.4 小结
6 结论、创新点与展望
6.1 全文总结
6.2 论文创新点
6.3 问题与展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]辣椒中多环芳烃的累积特征及健康风险评估[J]. 程琪琪,葛蔚,李敬锁,柴超,曾路生,吴娟. 环境化学. 2018(02)
[2]乙烯利处理对苦瓜氧化酶活性及苦瓜性别分化的影响[J]. 严良文,陈瑶瑶,刘智成. 南方农业学报. 2017(10)
[3]沈北新区土壤中多环芳烃污染特征及源解析[J]. 李嘉康,宋雪英,魏建兵,王颖怡,李玉双,郑学昊. 环境科学. 2018(01)
[4]中国主要地区表层土壤多环芳烃含量及来源解析[J]. 张俊叶,俞菲,俞元春. 生态环境学报. 2017(06)
[5]徐州市售蔬菜中多环芳烃污染与健康危害[J]. 王丽萍,夏忠欢,吴敏敏,张倩倩,杨浩. 生态毒理学报. 2017(03)
[6]生物质炭对小白菜吸收多环芳烃的影响[J]. 彭碧莲,刘铭龙,隋凤凤,潘志平,李恋卿,潘根兴,程琨. 农业环境科学学报. 2017(04)
[7]广州市大气PM2.5中多环芳烃的季节变化特征及健康风险评价[J]. 梁秀梅,邹云锋,王钰钰,熊玉霞,符小晴,谭艺,周彩兰,李志鹏,彭晓武. 环境与健康杂志. 2017(03)
[8]生物质炭对土壤中PAHs总量及有效性的影响研究[J]. 张原原,王聪颖,李增波,史志明. 农业环境科学学报. 2017(02)
[9]杭州市冬春季大气细颗粒物中多环芳烃的粒径分布特征及细胞毒性研究[J]. 陈金媛,刘柏辰,韩潇倩,周庆华. 环境污染与防治. 2017(02)
[10]WRKY转录因子在植物抗逆生理中的研究进展[J]. 文锋,吴小祝,廖亮,刘新圣,李鹏. 广西植物. 2017(01)
博士论文
[1]茶叶中多环芳烃的浓度水平、源解析及风险[D]. 林道辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]南宁市菜地土壤及蔬菜中多环芳烃的含量及来源分析[D]. 龙彪.广西大学 2017
[2]城市典型植物叶片中PAHs的时空分布特征及迁移转化机理[D]. 杨博.华东师范大学 2017
[3]多环芳烃荧蒽对植物和土壤生物毒害的剂量—效应关系及其土壤环境基准初探[D]. 焦婷婷.南京农业大学 2009
[4]萘胁迫对水稻基因组DNA甲基化模式及水平的影响研究[D]. 范建成.东北师范大学 2008
[5]土壤萘污染对玉米生长发育的影响[D]. 孙成芬.东北师范大学 2007
[6]西安市机动车排放尾气中多环芳烃对大气环境的影响研究[D]. 蔚隽.西安建筑科技大学 2006
本文编号：3657274
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