镉、铅胁迫下东南景天根系分泌物的代谢组学研究
发布时间：2021-04-24 06:49
重金属污染土壤的植物修复是一项具有广泛应用前景的绿色技术,其修复效率在很大程度上依赖于根际土壤中重金属的形态,而植物根系分泌物可通过活化、固化等作用影响根际土壤中重金属的有效性。但是,目前对根系分泌物的认识还主要集中在一些特定的根系分泌物质上,而植物根系分泌物的种类繁多,其它的根系分泌物质是否在植物耐受或富集重金属的过程中起作用,目前还不得而知。因此,本论文将以两种生态型东南景天（矿山生态型东南景天-富集植物、垂盆草-非富集植物）为供试植物,以镉、铅为污染物,在水培条件下收集不同处理条件下的东南景天根系分泌物,利用代谢组学方法全方位、无偏差的分析东南景天根系分泌物的组成与差异,明晰对东南景天耐受或富集重金属起主要作用的根系分泌物质及其相应的代谢途径,为进一步通过人工添加这些化合物或调控其相应的代谢途径等方式提高重金属污染土壤的植物修复效率提供科学依据。通过对植物根系分泌液的提取条件、衍生化条件、色谱和质谱条件的优化,建立了基于气相色谱质谱联用（GC/MS）技术的植物根系分泌物的代谢组学分析方法。将收集的植物根系分泌液冻干后用去离子水复溶,然后再冻干,接着用预冷的甲醇溶解,氮气吹干后先后...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：201 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 土壤中的镉、铅污染
1.1.1 土壤中镉、铅的来源
1.1.2 土壤中镉、铅的危害
1.1.3 土壤中镉、铅的污染现状
1.2 重金属污染土壤的植物修复
1.2.1 植物提取
1.2.2 植物固化
1.3 根系分泌物及其在重金属污染土壤植物修复中的作用
1.3.1 植物根系分泌物的种类和组成
1.3.2 影响植物根系分泌的因素
1.3.3 根系分泌物在重金属污染土壤植物修复中的作用
1.4 代谢组学及其在环境领域中的应用
1.4.1 代谢组学的研究方法
1.4.2 代谢组学在环境领域中的应用
1.5 本研究的意义及研究内容
1.5.1 研究目的及意义
1.5.2 研究内容
1.6 研究的特色与创新点
第2章 基于GC/MS的根系分泌物代谢组学方法研究
2.1 实验仪器与材料
2.1.1 仪器
2.1.2 试剂
2.1.3 植物材料
2.2 实验方法
2.2.1 植物培养
2.2.2 植物根系分泌物的收集
2.2.3 植物根系分泌物的预处理
2.2.4 植物根系分泌物的测定
2.3 实验结果与分析
2.3.1 根系分泌物提取条件的优化
2.3.2 根系分泌物衍生化条件的优化
2.3.3 色谱质谱条件的优化
2.3.4 方法学考察
2.3.5 数据提取方法的选择
2.4 小结
第3章 镉胁迫下东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.1 实验仪器与材料
3.1.1 仪器
3.1.2 试剂
3.1.3 植物材料
3.2 实验方法
3.2.1 植物培养
3.2.2 植物根系分泌物的收集
3.2.3 植物体内镉含量的测定
3.2.4 植物根系分泌物的预处理
3.2.5 植物根系分泌物的测定
3.2.6 数据处理
3.3 镉胁迫下两种生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.3.1 植物生长与镉积累
3.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.3.3 数据质量评价
3.3.4 模式识别分析
3.3.5 潜在生物标志物的识别
3.3.6 潜在生物标志物的生物学意义
3.4 不同镉暴露浓度下超富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.4.1 植物生长与镉积累
3.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.4.3 数据质量评价
3.4.4 模式识别分析
3.4.5 潜在生物标志物的识别
3.4.6 潜在生物标志物的生物学意义
3.5 不同镉暴露时间下超富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.5.1 植物生长与镉积累
3.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.5.3 数据质量评价
3.5.4 模式识别分析
3.5.5 潜在生物标志物的识别
3.5.6 潜在生物标志物的生物学意义
3.6 讨论
3.7 小结
第4章 铅胁迫下东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.1 实验仪器与材料
4.1.1 仪器
4.1.2 试剂
4.1.3 植物材料
4.2 实验方法
4.2.1 植物培养
4.2.2 植物根系分泌物的收集
4.2.3 植物体内铅含量的测定
4.2.4 植物根系分泌物的预处理
4.2.5 植物根系分泌物的测定
4.2.6 数据处理
4.3 铅胁迫下两种生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.3.1 植物生长与铅积累
4.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.3.3 数据质量评价
4.3.4 模式识别分析
4.3.5 潜在生物标志物的识别
4.3.6 潜在生物标志物的生物学意义
4.4 不同铅暴露浓度下富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.4.1 植物生长与铅积累
4.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.4.3 数据质量评价
4.4.4 模式识别分析
4.4.5 潜在生物标志物的识别
4.4.6 潜在生物标志物的生物学意义
4.5 不同铅暴露时间下富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.5.1 植物生长与铅积累
4.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.5.3 数据质量评价
4.5.4 模式识别分析
4.5.5 潜在生物标志物的识别
4.5.6 潜在生物标志物的生物学意义
4.6 讨论
4.7 小结
第5章 结论与建议
5.1 研究结论
5.2 建议与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的主要成果
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced efficiency of cadmium removal by Boehmeria nivea（L.） Gaud. in the presence of exogenous citric and oxalic acids[J]. Huaying Li,Yunguo Liu,Guangming Zeng,Lu Zhou,Xin Wang,Yaqin Wang,Chunlin Wang,Xinjiang Hu,Weihua Xu. Journal of Environmental Sciences. 2014(12)
[2]我国畜禽粪便重金属污染现状及其钝化措施研究进展[J]. 候月卿,沈玉君,刘树庆. 中国农业科技导报. 2014(03)
[3]重金属污染的缓与急[J]. 龚继明. 植物生理学报. 2014(05)
[4]Dissolution of different zinc salts and Zn uptake by Sedum alfredii and maize in mono-and co-cropping under hydroponic culture[J]. Cheng’ai Jiang,Qitang Wu,Shucai Zeng,Xian Chen,Zebin Wei,Xinxian Long. Journal of Environmental Sciences. 2013(09)
[5]土壤重金属污染现状与修复[J]. 刘候俊,韩晓日,李军,韩立思. 环境保护与循环经济. 2012(07)
[6]中国水土重金属污染的防治对策[J]. 傅国伟. 中国环境科学. 2012(02)
[7]周生贤:中国1.5亿亩耕地被污染[J]. 创新科技. 2011(11)
[8]内蒙古包头铁矿区土壤重金属污染特征及其评价[J]. 郭伟,赵仁鑫,张君,包玉英,王宏,杨明,孙小丽,金帆. 环境科学. 2011(10)
[9]中国土壤保护宏观战略思考[J]. 赵其国,骆永明,滕应. 土壤学报. 2009(06)
[10]湖南采矿区和冶炼区水稻土重金属污染及其潜在风险评价[J]. 雷鸣,曾敏,郑袁明,廖柏寒,朱永官. 环境科学学报. 2008(06)
博士论文
[1]超积累东南景天（Sedum alfredii Hance）对重金属（Zn/Cd/Pb）的解毒机制[D]. 田生科.浙江大学 2010
[2]超积累植物东南景天（Sedum Alfredii Hance）对镉的吸收及转运机制研究[D]. 卢玲丽.浙江大学 2009
[3]基于色谱质谱联用技术的大肠癌代谢组学研究[D]. 邱云平.上海交通大学 2008
[4]水稻对土壤重金属镉的响应及其调控[D]. 黄冬芬.扬州大学 2008
[5]镉超积累植物东南景天谷胱甘肽代谢特征及比较蛋白质组学研究[D]. 金晓芬.浙江大学 2008
[6]超积累植物东南景天（Sedum alfredii Hance）对锌的活化、吸收及转运机制研究[D]. 李廷强.浙江大学 2005
[7]东南景天对铅的耐性和富集特性及其对铅污染土壤修复效应的研究[D]. 何冰.浙江大学 2003
硕士论文
[1]东南景天根系分泌物组成和特性研究[D]. 张奕斌.浙江大学 2014
[2]铅对鱼腥草根系生理的影响与鱼腥草对铅的抗性机理研究[D]. 曾宗梁.四川农业大学 2007
[3]东南景天（Sedum alfredii Hance）对镉的超积累与有机酸含量变化的关系[D]. 朱艳霞.浙江大学 2006
[4]东南景天（Sedum alfredii Hance）对锌、镉、铅复合污染的响应与金属积累特性[D]. 叶海波.浙江大学 2003
本文编号：3156892
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：201 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 土壤中的镉、铅污染
1.1.1 土壤中镉、铅的来源
1.1.2 土壤中镉、铅的危害
1.1.3 土壤中镉、铅的污染现状
1.2 重金属污染土壤的植物修复
1.2.1 植物提取
1.2.2 植物固化
1.3 根系分泌物及其在重金属污染土壤植物修复中的作用
1.3.1 植物根系分泌物的种类和组成
1.3.2 影响植物根系分泌的因素
1.3.3 根系分泌物在重金属污染土壤植物修复中的作用
1.4 代谢组学及其在环境领域中的应用
1.4.1 代谢组学的研究方法
1.4.2 代谢组学在环境领域中的应用
1.5 本研究的意义及研究内容
1.5.1 研究目的及意义
1.5.2 研究内容
1.6 研究的特色与创新点
第2章 基于GC/MS的根系分泌物代谢组学方法研究
2.1 实验仪器与材料
2.1.1 仪器
2.1.2 试剂
2.1.3 植物材料
2.2 实验方法
2.2.1 植物培养
2.2.2 植物根系分泌物的收集
2.2.3 植物根系分泌物的预处理
2.2.4 植物根系分泌物的测定
2.3 实验结果与分析
2.3.1 根系分泌物提取条件的优化
2.3.2 根系分泌物衍生化条件的优化
2.3.3 色谱质谱条件的优化
2.3.4 方法学考察
2.3.5 数据提取方法的选择
2.4 小结
第3章 镉胁迫下东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.1 实验仪器与材料
3.1.1 仪器
3.1.2 试剂
3.1.3 植物材料
3.2 实验方法
3.2.1 植物培养
3.2.2 植物根系分泌物的收集
3.2.3 植物体内镉含量的测定
3.2.4 植物根系分泌物的预处理
3.2.5 植物根系分泌物的测定
3.2.6 数据处理
3.3 镉胁迫下两种生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.3.1 植物生长与镉积累
3.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.3.3 数据质量评价
3.3.4 模式识别分析
3.3.5 潜在生物标志物的识别
3.3.6 潜在生物标志物的生物学意义
3.4 不同镉暴露浓度下超富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.4.1 植物生长与镉积累
3.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.4.3 数据质量评价
3.4.4 模式识别分析
3.4.5 潜在生物标志物的识别
3.4.6 潜在生物标志物的生物学意义
3.5 不同镉暴露时间下超富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
3.5.1 植物生长与镉积累
3.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
3.5.3 数据质量评价
3.5.4 模式识别分析
3.5.5 潜在生物标志物的识别
3.5.6 潜在生物标志物的生物学意义
3.6 讨论
3.7 小结
第4章 铅胁迫下东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.1 实验仪器与材料
4.1.1 仪器
4.1.2 试剂
4.1.3 植物材料
4.2 实验方法
4.2.1 植物培养
4.2.2 植物根系分泌物的收集
4.2.3 植物体内铅含量的测定
4.2.4 植物根系分泌物的预处理
4.2.5 植物根系分泌物的测定
4.2.6 数据处理
4.3 铅胁迫下两种生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.3.1 植物生长与铅积累
4.3.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.3.3 数据质量评价
4.3.4 模式识别分析
4.3.5 潜在生物标志物的识别
4.3.6 潜在生物标志物的生物学意义
4.4 不同铅暴露浓度下富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.4.1 植物生长与铅积累
4.4.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.4.3 数据质量评价
4.4.4 模式识别分析
4.4.5 潜在生物标志物的识别
4.4.6 潜在生物标志物的生物学意义
4.5 不同铅暴露时间下富集生态型东南景天根系分泌物的代谢组学研究
4.5.1 植物生长与铅积累
4.5.2 根系分泌物的GC/MS分析
4.5.3 数据质量评价
4.5.4 模式识别分析
4.5.5 潜在生物标志物的识别
4.5.6 潜在生物标志物的生物学意义
4.6 讨论
4.7 小结
第5章 结论与建议
5.1 研究结论
5.2 建议与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的主要成果
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced efficiency of cadmium removal by Boehmeria nivea（L.） Gaud. in the presence of exogenous citric and oxalic acids[J]. Huaying Li,Yunguo Liu,Guangming Zeng,Lu Zhou,Xin Wang,Yaqin Wang,Chunlin Wang,Xinjiang Hu,Weihua Xu. Journal of Environmental Sciences. 2014(12)
[2]我国畜禽粪便重金属污染现状及其钝化措施研究进展[J]. 候月卿,沈玉君,刘树庆. 中国农业科技导报. 2014(03)
[3]重金属污染的缓与急[J]. 龚继明. 植物生理学报. 2014(05)
[4]Dissolution of different zinc salts and Zn uptake by Sedum alfredii and maize in mono-and co-cropping under hydroponic culture[J]. Cheng’ai Jiang,Qitang Wu,Shucai Zeng,Xian Chen,Zebin Wei,Xinxian Long. Journal of Environmental Sciences. 2013(09)
[5]土壤重金属污染现状与修复[J]. 刘候俊,韩晓日,李军,韩立思. 环境保护与循环经济. 2012(07)
[6]中国水土重金属污染的防治对策[J]. 傅国伟. 中国环境科学. 2012(02)
[7]周生贤:中国1.5亿亩耕地被污染[J]. 创新科技. 2011(11)
[8]内蒙古包头铁矿区土壤重金属污染特征及其评价[J]. 郭伟,赵仁鑫,张君,包玉英,王宏,杨明,孙小丽,金帆. 环境科学. 2011(10)
[9]中国土壤保护宏观战略思考[J]. 赵其国,骆永明,滕应. 土壤学报. 2009(06)
[10]湖南采矿区和冶炼区水稻土重金属污染及其潜在风险评价[J]. 雷鸣,曾敏,郑袁明,廖柏寒,朱永官. 环境科学学报. 2008(06)
博士论文
[1]超积累东南景天（Sedum alfredii Hance）对重金属（Zn/Cd/Pb）的解毒机制[D]. 田生科.浙江大学 2010
[2]超积累植物东南景天（Sedum Alfredii Hance）对镉的吸收及转运机制研究[D]. 卢玲丽.浙江大学 2009
[3]基于色谱质谱联用技术的大肠癌代谢组学研究[D]. 邱云平.上海交通大学 2008
[4]水稻对土壤重金属镉的响应及其调控[D]. 黄冬芬.扬州大学 2008
[5]镉超积累植物东南景天谷胱甘肽代谢特征及比较蛋白质组学研究[D]. 金晓芬.浙江大学 2008
[6]超积累植物东南景天（Sedum alfredii Hance）对锌的活化、吸收及转运机制研究[D]. 李廷强.浙江大学 2005
[7]东南景天对铅的耐性和富集特性及其对铅污染土壤修复效应的研究[D]. 何冰.浙江大学 2003
硕士论文
[1]东南景天根系分泌物组成和特性研究[D]. 张奕斌.浙江大学 2014
[2]铅对鱼腥草根系生理的影响与鱼腥草对铅的抗性机理研究[D]. 曾宗梁.四川农业大学 2007
[3]东南景天（Sedum alfredii Hance）对镉的超积累与有机酸含量变化的关系[D]. 朱艳霞.浙江大学 2006
[4]东南景天（Sedum alfredii Hance）对锌、镉、铅复合污染的响应与金属积累特性[D]. 叶海波.浙江大学 2003
本文编号：3156892
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