紫茉莉内切β甘露聚糖酶对石油污染土壤应答机制的研究
本文选题:紫茉莉内切β甘露聚糖酶 + 生理 ; 参考:《沈阳农业大学》2017年硕士论文
【摘要】:石油污染是重要的环境污染问题之一,亟待解决。作为环境友好的花卉植物修复,因其美观且无二次污染而受到广泛关注,但植物对石油污染的耐受性是发挥其修复能力的先决条件。本研究在前人研究基础上,通过转录组数据分析获得了显著上调的紫茉莉内切β甘露聚糖酶基因,明确其对石油污染胁迫的表达响应,揭示紫茉莉耐受石油污染胁迫的分子机制。本研究对石油污染胁迫下该基因的半定量和实时荧光定量表达变化分析表明:在石油胁迫下,紫茉莉内切β甘露聚糖酶基因显著上调,在]2-36h该基因相对表达量呈升高趋势,36h相对于]2h显著增加(p=0.05水平,p=0.004)为极显著差异,在0.05水平,显著性为0.004,在36 h达到最大值时,5-10 g/kg石油胁迫下基因表达水平显著高于20-40g/kg(p=0.05水平,p=0.001),所以石油污染土壤中紫茉莉内切β甘露聚糖酶基因的最佳响应石油处理时间为36 h,浓度为5-10 g/kg,该基因对于高浓度的石油污染土壤响应早于低浓度石油污染土壤。生物信息学预测,该基因定位于植物防御相关的质外体细胞壁,其功能与细胞壁相关,基因枪转化洋葱表皮细胞亚细胞定位实验证实其表达定位于细胞质体外。为了进一步探究该基因对石油污染土壤的应答机制,对石油污染土壤中生长的紫茉莉设置两组处理,试验组浇灌该基因水解产物——甘露寡糖(0.4mg*mL-1),对照组浇灌自来水,测定了两组处理下根和叶抗逆相关的酶活和膜损伤指标,结果显示,①综合抗氧化酶活性及膜脂损伤指标,石油污染浓度为20 g/kg时根仍表现出一定的耐受性,叶则在小于10 g/kg的石油污染土壤中有一定的耐受性,根和叶在对石油污染土壤的耐受性中有一定的差异,根比叶有更强的耐受性;②甘露寡糖处理下12h紫茉莉根中POD酶活在30 g/kg时升高了 9.5倍,12 h紫茉莉叶中POD酶活在10 g/kg时升高了 2.57倍。SOD、CAT的酶活也有一定的升高,甘露寡糖会使植物的抗氧化酶活升高;③根中丙二醛在36h、20 g/kg时下降53%,变化幅度最大,在其他处理时间和石油污染条件下,丙二醛含量也有不同程度的降低,植物抗逆能力增强。紫茉莉抗氧化酶系统有效保护了石油污染胁迫下的紫茉莉植株,氧化酶及膜损伤指标的变化说明了紫茉莉的石油烃反应机制。结合显著性分析,寡糖处理下,抗氧化酶和紫茉莉内切β甘露聚糖酶酶活(edMAN酶活)及膜损伤指标整体相比于对照组均呈显著差异,所以该基因对石油污染土壤的应答机制主要有两个方面:1是该基因改变紫茉莉根的细胞壁结构,提高植株抗逆;2是该基因相关的甘露寡糖作为诱导物质,通过诱导抗逆,抗氧化酶活性提高,对于紫茉莉石油污染土壤抗逆性的提高确实有帮助。
[Abstract]:Oil pollution is one of the important environmental pollution problems, which is urgent to be solved. As an environmentally friendly flower plant restoration, it is widely concerned because of its beauty and no two pollution. But the tolerance of plants to oil pollution is a prerequisite for the restoration of its ability. Based on previous studies, the study has been obtained by the analysis of transcriptional data. In this study, the semi quantitative and real-time quantitative analysis of fluorescence quantitative expression of the gene was analyzed under oil stress. The relative expression of the gene was increased significantly in]2-36h, and the 36h relative to the]2h increased significantly (p=0.05 level, p=0.004) was significantly different. At the 0.05 level, the significant difference was 0.004. When the 36 h reached the maximum, the gene expression level under 5-10 g/kg oil stress was significantly higher than that of 20-40g/kg (p=0.05 level, p=0.001). The best response to the oil contaminated soil was 36 h, and the concentration was 5-10 g/kg. The response of the gene to the high concentration of oil contaminated soil was earlier than the low concentration of oil contaminated soil. Bioinformatics predicted that the gene was located in the wall of the plant defense related extracellular somatic cell, and its function and refinement were fine. In order to further explore the response mechanism of the gene to oil contaminated soil, two groups of treatments were set up in the oil contaminated soil, and the experimental group poured the gene hydrolysate - manna oligosaccharide (0.4mg*mL-). 1) the control group was irrigated with tap water and measured the enzyme activity and membrane damage indexes related to the resistance to the root and leaf of the two groups. The results showed that the root was still tolerable when the oil pollution concentration was 20 g/kg, and the leaf was tolerable in the oil contaminated soil that was less than 10 g/kg, and the root was tolerable in the oil contaminated soil, which was smaller than 10. There was a certain difference in the tolerance of the leaf to the oil contaminated soil, and the root specific leaf was more tolerant. (2) the POD enzyme activity in the 12h purple jasmine root increased by 9.5 times at 30 g/kg under the manna oligosaccharide treatment. The POD enzyme activity in the 12 h purple jasmine leaves increased by 2.57 times.SOD, the enzyme activity of CAT was also raised, and manna oligosaccharides would make plants The activity of antioxidant enzymes in the root was increased, and the malondialdehyde in the root was decreased by 53% at 36h, 20 g/kg, and the maximum was changed. Under the other treatment time and the oil pollution, the content of malondialdehyde was also reduced in varying degrees and the resistance of plants increased. The changes in the index of membrane damage indicate the mechanism of petroleum hydrocarbon reaction of mirabilis. Combined with the significant analysis, compared with the control group, there are significant differences in the antioxidant enzyme activity (edMAN enzyme activity) and the membrane damage index in the oligosaccharide treatment under the oligosaccharide treatment. Therefore, there are two main responses of the base to the oil contaminated soil. The 1 is that the gene changes the cell wall structure of the purple jasmine root and improves the resistance to the plant, and the 2 is the mannan oligosaccharide as the inducer, which is helpful to improve the resistance of the oil contaminated soil by inducing the resistance and the increase of the antioxidant enzyme activity.
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X53;X74
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;中国大学生发现花朵能修复被石油污染土壤[J];创新科技;2010年05期
2 ;南开大学研究发现花朵能修复被石油污染土壤[J];广东农业科学;2010年07期
3 刘珑;王殿生;曾秋孙;王杰;;微波修复石油污染土壤升温特性影响因素的实验研究[J];环境工程学报;2011年04期
4 李鑫钢;隋红;宋宁宁;;物理化学-生物耦合治理高浓度石油污染土壤[J];化工进展;2011年S1期
5 曹辉;郭晶;马魁堂;李卫锦;;石油污染土壤治理研究进展[J];现代农业科技;2011年23期
6 洪蔚;用微生物净化受石油污染土壤[J];上海环境科学;2000年08期
7 吕志萍,程龙飞;石油污染土壤中石油含量对玉米的影响[J];油气田环境保护;2001年01期
8 杨建涛,朱琨,马娟,魏翔,王海涛;石油污染土壤的淋洗治理技术研究[J];甘肃环境研究与监测;2003年01期
9 赵留辉,马娟,杨建涛;浅析石油污染土壤的处理技术[J];甘肃科技;2003年10期
10 徐玉林;石油污染土壤降解与土壤的环境关系[J];农机化研究;2004年06期
相关会议论文 前10条
1 李鑫钢;隋红;宋宁宁;;物理化学-生物耦合治理高浓度石油污染土壤[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
2 李学鹏;;石油污染土壤的堆腐技术研究[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
3 廉景燕;石烁;郭敏;李鑫钢;;土壤特性对正己烷萃取石油污染土壤的影响[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
4 张胜;张发旺;陈立;张翠云;崔晓梅;马彦超;么红超;李政红;殷密英;马琳娜;孙振华;;西北黄土区石油污染土壤原位微生态修复试验研究[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
5 胥九兵;王加宁;迟建国;邱维忠;高永超;张强;;石油污染土壤的微生物菌剂修复场地研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
6 张承东;齐建超;陈威;;生物修复石油污染土壤中酵母菌与细菌的协同作用研究[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
7 张捷;段娟;;石油污染土壤的微生物修复技术及其应用[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
8 杜卫东;万云洋;费佳佳;张枝焕;曾勇;朱雷;王新伟;钟宁宁;;沿海石油污染土壤和沉积物采样及污染特征指标分析[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
9 吴伟林;张秀霞;单宝来;张剑杰;杨肖杰;赵朝成;;石油污染土壤微生物群落结构和多样性的初步研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
10 万云洋;辽尼特;王宇天;;西伯利亚冰草和燕麦对石油污染土壤修复研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第20分会:环境与健康[C];2014年
相关重要报纸文章 前7条
1 李春辉;“863”计划将研发石油污染土壤生态修复技术[N];中国石油报;2007年
2 啜云香;石油污染土壤治理取得新成果[N];中国矿业报;2009年
3 翟科;我国将研发石油污染土壤生态修复技术[N];中国国土资源报;2007年
4 记者 赵晖 通讯员 张丽 冀宁;鲜花吃掉“脏石油”[N];天津日报;2010年
5 本报记者 杨雯;微生物修复决战石油污染土壤[N];中国能源报;2010年
6 记者 冯国梧 通讯员 张丽 冀宁;南开学生发现能吃“脏石油”的花卉[N];科技日报;2010年
7 王秀兰;一批资源环保技术项目将实施[N];中国化工报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 刘继朝;中原油田石油污染土壤生物修复技术研究[D];中国地质科学院;2009年
2 李大伟;石油污染土壤的碳材料增强微波热修复研究[D];大连理工大学;2008年
3 吴涛;盐渍化石油污染土壤的生物修复研究[D];沈阳农业大学;2013年
4 李春荣;石油污染土壤的生态效应及生物修复研究[D];长安大学;2009年
5 杜永亮;高浓度石油污染土壤溶剂萃取过程的研究[D];天津大学;2012年
6 李宝明;石油污染土壤微生物修复的研究[D];中国农业科学院;2007年
7 许颖;黄河三角洲石油污染土壤的植物—微生物联合修复[D];中国海洋大学;2011年
8 李忠媛;逆流流化溶剂萃取法修复高浓度石油污染土壤的研究[D];天津大学;2012年
9 陈丽华;黄土塬石油污染土壤的降解规律及生物修复优化研究[D];兰州大学;2012年
10 张文;应用表面活性剂强化石油污染土壤及地下水的生物修复[D];华北电力大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 于齐;陕北石油区树草种枯落叶对油污土壤的修复效应[D];西北农林科技大学;2015年
2 曹文娟;石油降解菌的筛选及其对石油污染土壤的生物修复特性研究[D];西安建筑科技大学;2014年
3 雷绒娟;土壤活性铁制备及氧化石油污染土壤的实验研究[D];西安建筑科技大学;2015年
4 吉志新;翅碱蓬—微生物—沙蚕对油污染土壤理化性质及酶的研究[D];大连海洋大学;2016年
5 梁建芳;石油污染土壤微生物群落结构与分布特性研究[D];新疆大学;2016年
6 张晓娟;石油污染土壤中微生物对温度变化的响应研究[D];中国地质大学(北京);2016年
7 周颖;过硫酸钠修复石油污染土壤的活化方式及其活化参数的实验研究[D];新疆农业大学;2016年
8 曾琳;矿化垃圾生物反应器修复石油污染土壤的优化试验研究[D];西南交通大学;2017年
9 张萌华;紫茉莉内切β甘露聚糖酶对石油污染土壤应答机制的研究[D];沈阳农业大学;2017年
10 任芳菲;石油污染土壤的理化性质和微生物群落功能多样性研究[D];东北林业大学;2009年
,本文编号:2023576
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/2023576.html