超富集植物龙葵（Solanumnigrum L.）对镉胁迫的生理响应机制研究

发布时间：2022-12-11 15:39

　　镉作为一种毒性较强的重金属污染物,由于长期施用磷肥、金属电镀和塑料工业发展等原因而在农田长时间残留,对人类健康造成潜在的威胁。针对目前日益严重的镉污染,植物修复是一种绿色廉价、被人们广泛认可的有效的原位治理措施,其核心技术在于利用极少数镉超富集植物来去除土壤中的镉以达到修复和治理环境的目的。本文以新型镉超富集植物龙葵为研究对象,通过营养液培养方法深入研究了系列镉处理浓度下苗期龙葵植株生长、抗氧化系统、氮代谢、光合作用参数等生理特性和镉吸收积累特性,探讨镉胁迫下超富集植物龙葵的生理响应机制。在此基础上,研究了镉在龙葵体内的移动性及其在龙葵不同叶位叶片间亚细胞分布、化学赋存形态的差异性,部分揭示龙葵的镉耐性机制。并且,对镉、锌单一和复合污染条件下龙葵和茄子对锌、镉的吸收和积累特性的差异性进行了研究,同时通过人工模拟镉污染土壤研究了镉对大量元素及微量营养元素吸收的影响,以探讨元素互作的内在机制。另外,本研究通过外源添加水杨酸考察其对龙葵幼苗叶片镉毒害的缓解效应,通过外源添加壳聚糖考察其对土壤镉的钝化效应。主要研究内容和结果如下: ①镉胁迫对龙葵幼苗生长、部分生理特性及镉积累的影响 ... 

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要中英文缩写
第一章 文献综述
    第一节 农田重金属污染现状及植物修复策略
        1 重金属污染现状及来源
        2 植物修复技术
        3 超富集植物
    第二节 植物对重金属吸收和转运机制研究进展
        1 植物对土壤中重金属的活化机制
        2 植物对重金属的吸收机制
        3 植物对重金属的转运机制
    第三节 植物对重金属胁迫的解毒机制研究进展
        1 根部螯合与区隔化
        2 地上部螯合与区隔化
        3 抗氧化系统在植物忍耐重金属毒害过程中的作用
        4 重金属胁迫条件下植物自身响应机制
        5 国内外研究中存在的问题
    第四节 本研究的主要内容及其目的、意义
        1 本研究的目的和意义
        2 本研究的主要内容及其技术路线
第二章 镉对龙葵幼苗生长及生理特性的影响
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 试验设计
            试验1 浓度效应及植物差异性
            试验2 浓度效应及时间效应
            试验3 光合作用（盆栽试验）
            试验4 抗坏血酸-谷胱甘肽循环
            试验5 氮代谢
        1.3 测定指标及测定方法
        1.4 数据处理
    2 结果与分析
        2.1 镉对龙葵幼苗生长的影响
        2.2 镉对龙葵幼苗叶片色素含量的影响
        2.3 镉对龙葵幼苗根系活力的影响
        2.4 镉对龙葵和茄子叶片膜透性的影响
        2.5 镉对龙葵幼苗叶片抗氧化保护酶的影响
        2.6 镉对龙葵幼苗渗透调节的影响
        2.7 镉处理对龙葵叶片谷胱甘肽和抗坏血酸含量的影响
        2.8 镉处理对龙葵叶片谷胱甘肽还原酶和抗坏血酸过氧化物酶活性的影响
        2.9 镉胁迫对龙葵叶片、根系硝态氮和铵态氮含量的影响
        2.10 镉胁迫对龙葵叶片、根系硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶活性的影响
        2.11 镉对龙葵叶片氨基酸含量的影响
        2.12 镉对龙葵幼苗叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响
    3 讨论
    4 小结
第三章 镉在龙葵体内的分布特性及流动性研究
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 幼苗培养
        1.3 镉在龙葵体内的分布性研究
        1.4 镉在龙葵体内的移动性研究
        1.5 亚细胞分布模式研究
        1.6 镉赋存形态研究
        1.7 镉含量测定
    2 结果与分析
        2.1 龙葵幼苗地上部和根系对镉的富集效应
        2.2 镉在龙葵叶片的分布情况
        2.3 蒸腾作用对龙葵体内镉分布的影响
        2.4 镉在龙葵不同叶位叶片的亚细胞分布模式
        2.5 镉在龙葵不同叶位叶片中的化学赋存形态
        2.6 镉在龙葵体内的移动性
    3 讨论
    4 小结
第四章 龙葵幼苗体内元素互作效应及壳聚糖对土壤镉的钝化效应研究
    1 材料与方法
        1.1 镉锌互作效应
            1.1.1 试验材料
            1.1.2 试验方法
        1.2 镉对其他元素吸收的影响
        1.3 壳聚糖对土壤中有效态镉的钝化效应
            1.3.1 壳聚糖
            1.3.2 土壤理化性状
            1.3.3 试验方法
        1.4 测定指标及测定方法
        1.5 数据处理
    2 结果与分析
        2.1 镉、锌处理对苗期龙葵和茄子生长的影响
        2.2 镉、锌处理对苗期龙葵和茄子根系、叶片镉含量和积累量的影响
        2.3 镉、锌处理对苗期龙葵和茄子根、叶锌含量和积累量的影响
        2.4 镉对龙葵幼苗叶片和根系镉积累及微量元素含量的影响
        2.5 壳聚糖用量对土壤中有效态镉含量的影响
        2.6 壳聚糖对有效态镉在土壤中垂直分布的影响
    3 讨论
    4 小结
参考文献
总结与展望
    1 全文总结
    2 本研究的创新之处
    3 本研究的后续工作
博士期间参与的课题研究
博士期间完成的科研论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]超富集植物叶用红菾菜（Beta vulgaris var.cicla L.）及其对Cd的富集特征[J]. 李玉双,孙丽娜,孙铁珩,王洪.  农业环境科学学报. 2007(04)
[4]苎麻对镉毒害的生理耐性机制及外源精胺的缓解效应[J]. 王欣,刘云国,艾比布·努扎艾提,张东梅,徐卫华,周鸣,柴立元.  农业环境科学学报. 2007(02)
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[6]秋茄幼苗叶片单宁、可溶性糖和脯氨酸含量对Cd胁迫的响应[J]. 覃光球,严重玲,韦莉莉.  生态学报. 2006(10)
[7]水杨酸对镉胁迫下玉米幼苗质膜透性和保护酶活性的影响[J]. 李彩霞,李鹏,苏永发,郑普勤,张芬琴,张勇.  植物生理学通讯. 2006(05)
[8]镉对桐花树幼苗生长及渗透调节的影响[J]. 吴桂容,严重玲.  生态环境. 2006(05)
[9]镉处理对大豆幼苗生长及激素含量的影响[J]. 黄运湘,廖柏寒,肖浪涛,刘素纯,王志坤.  环境科学. 2006(07)
[10]铅胁迫与黄瓜幼苗生长及内源激素关系的研究[J]. 刘素纯,萧浪涛,廖柏寒,王克勤,胡茂丰.  农业环境科学学报. 2006(03)



本文编号：3719046