盐生草耐重金属镉分子机制初步研究
发布时间：2021-05-18 20:45
土壤重金属污染已成为全球主要环境污染问题之一。重金属在土壤中大量富集,其不但破坏土壤系统结构,还影响植物生长发育,进入食物链最终威胁人体健康。因此,充分利用土地资源,进行经济有效的土壤重金属污染修复,对改善生态环境、保证农业可持续发展和人类健康具有重要意义。而探析植物响应重金属胁迫的分子机制,是培育耐重金属植物新品种的重要基础。盐生植物盐生草（Halogeton glomeratus）为藜科（Chenopodiaceae）一年生草本植物,不但是我国西北地区本土的抗旱耐盐先锋植物,且为金属矿区优势种群,是理想的进行重金属污染土壤修复的野生资源。而关于盐生草对重金属Cd的耐性特征及耐性分子机制还未见报道,鉴于此,本试验对盐生草在不同生长阶段的耐Cd特性进行系统研究。首先,用不同浓度重金属（Cu、Zn、Ni、Cd、Pb）处理盐生草种子,明确其萌发期对不同重金属的耐性;其次,用不同浓度Cd溶液处理生长20 d的盐生草幼苗,分析盐生草苗期响应重金属Cd胁迫的生理特征;最后,利用蛋白质组学方法对盐生草叶片响应Cd胁迫的分子机制进行初步研究,主要研究结果如下:1.分别用不同浓度重金属溶液（Cu、Zn...
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
SUMMARY
第一章 文献综述
1.1 重金属污染土壤现状及植物修复法
1.1.1 重金属污染土壤现状
1.1.3 植物修复技术
1.2 重金属污染土壤对植物的危害
1.2.1 对植物生长发育的影响
1.2.2 对植物光合作用的影响
1.2.3 对植物水分和矿质元素吸收的影响
1.3 植物耐重金属分子机制
1.3.1 重金属螯合物
1.3.2 重金属转运相关蛋白
1.4 蛋白质组学研究进展
1.5 盐生草概述
1.6 研究目的与技术路线
1.6.1 研究目的
1.6.2 技术路线
第二章 盐生草种子萌发期耐重金属特性分析
2.1 材料与方法
2.1.1 试验材料
2.1.2 主要试剂
2.1.3 试验方法
2.1.4 数据处理
2.2 结果与分析
2.2.1 Cu对盐生草种子萌发的影响
2.2.2 Zn对盐生草种子萌发的影响
2.2.3 Ni对盐生草种子萌发的影响
2.2.4 Cd对盐生草种子萌发的影响
2.2.5 Pb对盐生草种子萌发的影响
2.3 讨论
2.4 结论
第三章 盐生草对重金属Cd胁迫响应的生理学分析
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 盐生草幼苗培养及重金属Cd胁迫处理
3.1.3 幼苗生长指标及不同组织Cd2+含量测定
3.1.4 数据统计与分析
3.2 结果与分析
3.2.1 Cd胁迫对盐生草幼苗生长的影响
3.2.2 植株不同组织Cd2+含量分布
3.2.3 植株不同生长阶段生物量分析
3.3 讨论
3.3.1 Cd胁迫下盐生草生长特性
3.3.2 盐生草对重金属Cd具有富集作用
3.3.3 盐生草具有较大的地上部生物量
3.4 结论
第四章 盐生草叶片响应Cd胁迫的蛋白质组学分析
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 盐生草幼苗培养及Cd溶液胁迫处理
4.1.3 样品蛋白提取与酶解
4.1.4 肽段分离和Nano-LC-MS/MS分析
4.1.5 数据库搜索与蛋白定量分析
4.2 结果与分析
4.2.1 Cd胁迫下盐生草叶片差异表达蛋白分析
4.2.2 Cd胁迫不同阶段共表达DEPs分析
4.2.3 核心表达DEPs功能分析
4.2.4 与重金属解毒相关蛋白分析
4.3 讨论
4.3.1 ABC转运体相关蛋白
4.3.2 重金属Cd螯合相关蛋白
4.3.3 苯丙烷生物合成相关蛋白
4.3.4 光合生物碳固定相关蛋白
4.4 结论
第五章 全文结论
参考文献
致谢
附录
作者简介
在读期间发表论文和研究成果等
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤重金属污染现状及修复技巧探讨[J]. 王坤. 世界有色金属. 2019(23)
[2]重金属胁迫下小豆种子萌发特性及幼苗期富集效应[J]. 刘建霞,白泽珍,王润梅,刘丽珍,张珍华,温日宇. 作物杂志. 2019(06)
[3]盐角草在Cd、Pb、Li污染盐土修复中的应用潜力[J]. 娄腾雪,吕素莲,李银心. 生物工程学报. 2020(03)
[4]甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析[J]. 高世武,傅志伟,陈云,林兆里,许莉萍,郭晋隆. 作物学报. 2020(02)
[5]镉胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响[J]. 田小霞,毛培春,郭强,孟林. 西南农业学报. 2019(09)
[6]西北旱区盐生植物盐生草籽营养成分分析与评价[J]. 乔蕤,胡娜§,周菁,郑佳新,汪福霞,肖靖萍,汪军成,姚立蓉,王化俊. 中国油料作物学报. 2019(06)
[7]植物对重金属镉的吸收与耐受机制研究进展[J]. 晋海军,王海霞. 中国农学通报. 2019(24)
[8]中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考[J]. 陈世宝,王萌,李杉杉,郑涵,雷小琴,孙晓艺,王立夫. 地学前缘. 2019(06)
[9]4种Cd超富集/富集植物修复性能的比较[J]. 龙玉梅,刘杰,傅校锋,孟德佳. 江苏农业科学. 2019(08)
[10]14份柳枝稷种质资源苗期耐镉性综合评价[J]. 胡冰钰,方志刚,娄来清,蔡庆生. 草业学报. 2019(01)
博士论文
[1]蓖麻对铅锌胁迫的响应及其机制研究[D]. 易心钰.中南林业科技大学 2018
[2]盐生草根系对盐分吸收机理的研究[D]. 姚立蓉.甘肃农业大学 2018
[3]盐生草盐分区隔化耐盐机制研究[D]. 汪军成.甘肃农业大学 2017
[4]中国农田土壤重金属输入输出平衡和风险评价研究[D]. 倪润祥.中国农业科学院 2017
[5]苹果砧木对重金属镉吸收、富集及耐受机制研究[D]. 周江涛.沈阳农业大学 2017
[6]超积累植物东南景天Cd耐性和积累的分子机制[D]. 张杰.浙江大学 2015
[7]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
硕士论文
[1]镉、铅胁迫对小麦形态发育和生理代谢的影响及富集特性研究[D]. 夏雪姣.西北农林科技大学 2018
[2]镉胁迫对水稻矿质元素积累与水分代谢的影响[D]. 赵燕.中国农业科学院 2018
[3]锌镉超积累植物东南景天对镍的耐性与积累机制[D]. 王海新.浙江大学 2017
[4]绿萝（Epipremnum aureum）对重金属的富集特性及相关机制的研究[D]. 解淑娟.中国海洋大学 2015
[5]巴关河渣场周边受污染土壤及粘土矿物对钒、铬、镉的吸附—固定效果研究[D]. 孙宁.成都理工大学 2015
[6]锌/镉超积累植物东南景天（Sedum alfredii Hance）两个锌转运蛋白基因的功能研究[D]. 马晓晓.浙江大学 2015
[7]重金属Cd、Zn胁迫对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响[D]. 杨龙.兰州大学 2015
[8]铜胁迫对甜菜幼苗生长和光合特性的影响[D]. 杨丽丽.山东师范大学 2013
[9]刺槐和紫穗槐对干旱和铅双重胁迫的光合和水分代谢响应研究[D]. 张波.西北农林科技大学 2011
[10]镉胁迫下水稻谷胱甘肽转硫酶（GST）活性变化及其纯化鉴定[D]. 居婷.南京农业大学 2009
本文编号：3194456
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
SUMMARY
第一章 文献综述
1.1 重金属污染土壤现状及植物修复法
1.1.1 重金属污染土壤现状
1.1.3 植物修复技术
1.2 重金属污染土壤对植物的危害
1.2.1 对植物生长发育的影响
1.2.2 对植物光合作用的影响
1.2.3 对植物水分和矿质元素吸收的影响
1.3 植物耐重金属分子机制
1.3.1 重金属螯合物
1.3.2 重金属转运相关蛋白
1.4 蛋白质组学研究进展
1.5 盐生草概述
1.6 研究目的与技术路线
1.6.1 研究目的
1.6.2 技术路线
第二章 盐生草种子萌发期耐重金属特性分析
2.1 材料与方法
2.1.1 试验材料
2.1.2 主要试剂
2.1.3 试验方法
2.1.4 数据处理
2.2 结果与分析
2.2.1 Cu对盐生草种子萌发的影响
2.2.2 Zn对盐生草种子萌发的影响
2.2.3 Ni对盐生草种子萌发的影响
2.2.4 Cd对盐生草种子萌发的影响
2.2.5 Pb对盐生草种子萌发的影响
2.3 讨论
2.4 结论
第三章 盐生草对重金属Cd胁迫响应的生理学分析
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 盐生草幼苗培养及重金属Cd胁迫处理
3.1.3 幼苗生长指标及不同组织Cd2+含量测定
3.1.4 数据统计与分析
3.2 结果与分析
3.2.1 Cd胁迫对盐生草幼苗生长的影响
3.2.2 植株不同组织Cd2+含量分布
3.2.3 植株不同生长阶段生物量分析
3.3 讨论
3.3.1 Cd胁迫下盐生草生长特性
3.3.2 盐生草对重金属Cd具有富集作用
3.3.3 盐生草具有较大的地上部生物量
3.4 结论
第四章 盐生草叶片响应Cd胁迫的蛋白质组学分析
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 盐生草幼苗培养及Cd溶液胁迫处理
4.1.3 样品蛋白提取与酶解
4.1.4 肽段分离和Nano-LC-MS/MS分析
4.1.5 数据库搜索与蛋白定量分析
4.2 结果与分析
4.2.1 Cd胁迫下盐生草叶片差异表达蛋白分析
4.2.2 Cd胁迫不同阶段共表达DEPs分析
4.2.3 核心表达DEPs功能分析
4.2.4 与重金属解毒相关蛋白分析
4.3 讨论
4.3.1 ABC转运体相关蛋白
4.3.2 重金属Cd螯合相关蛋白
4.3.3 苯丙烷生物合成相关蛋白
4.3.4 光合生物碳固定相关蛋白
4.4 结论
第五章 全文结论
参考文献
致谢
附录
作者简介
在读期间发表论文和研究成果等
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤重金属污染现状及修复技巧探讨[J]. 王坤. 世界有色金属. 2019(23)
[2]重金属胁迫下小豆种子萌发特性及幼苗期富集效应[J]. 刘建霞,白泽珍,王润梅,刘丽珍,张珍华,温日宇. 作物杂志. 2019(06)
[3]盐角草在Cd、Pb、Li污染盐土修复中的应用潜力[J]. 娄腾雪,吕素莲,李银心. 生物工程学报. 2020(03)
[4]甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析[J]. 高世武,傅志伟,陈云,林兆里,许莉萍,郭晋隆. 作物学报. 2020(02)
[5]镉胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响[J]. 田小霞,毛培春,郭强,孟林. 西南农业学报. 2019(09)
[6]西北旱区盐生植物盐生草籽营养成分分析与评价[J]. 乔蕤,胡娜§,周菁,郑佳新,汪福霞,肖靖萍,汪军成,姚立蓉,王化俊. 中国油料作物学报. 2019(06)
[7]植物对重金属镉的吸收与耐受机制研究进展[J]. 晋海军,王海霞. 中国农学通报. 2019(24)
[8]中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考[J]. 陈世宝,王萌,李杉杉,郑涵,雷小琴,孙晓艺,王立夫. 地学前缘. 2019(06)
[9]4种Cd超富集/富集植物修复性能的比较[J]. 龙玉梅,刘杰,傅校锋,孟德佳. 江苏农业科学. 2019(08)
[10]14份柳枝稷种质资源苗期耐镉性综合评价[J]. 胡冰钰,方志刚,娄来清,蔡庆生. 草业学报. 2019(01)
博士论文
[1]蓖麻对铅锌胁迫的响应及其机制研究[D]. 易心钰.中南林业科技大学 2018
[2]盐生草根系对盐分吸收机理的研究[D]. 姚立蓉.甘肃农业大学 2018
[3]盐生草盐分区隔化耐盐机制研究[D]. 汪军成.甘肃农业大学 2017
[4]中国农田土壤重金属输入输出平衡和风险评价研究[D]. 倪润祥.中国农业科学院 2017
[5]苹果砧木对重金属镉吸收、富集及耐受机制研究[D]. 周江涛.沈阳农业大学 2017
[6]超积累植物东南景天Cd耐性和积累的分子机制[D]. 张杰.浙江大学 2015
[7]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
硕士论文
[1]镉、铅胁迫对小麦形态发育和生理代谢的影响及富集特性研究[D]. 夏雪姣.西北农林科技大学 2018
[2]镉胁迫对水稻矿质元素积累与水分代谢的影响[D]. 赵燕.中国农业科学院 2018
[3]锌镉超积累植物东南景天对镍的耐性与积累机制[D]. 王海新.浙江大学 2017
[4]绿萝（Epipremnum aureum）对重金属的富集特性及相关机制的研究[D]. 解淑娟.中国海洋大学 2015
[5]巴关河渣场周边受污染土壤及粘土矿物对钒、铬、镉的吸附—固定效果研究[D]. 孙宁.成都理工大学 2015
[6]锌/镉超积累植物东南景天（Sedum alfredii Hance）两个锌转运蛋白基因的功能研究[D]. 马晓晓.浙江大学 2015
[7]重金属Cd、Zn胁迫对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响[D]. 杨龙.兰州大学 2015
[8]铜胁迫对甜菜幼苗生长和光合特性的影响[D]. 杨丽丽.山东师范大学 2013
[9]刺槐和紫穗槐对干旱和铅双重胁迫的光合和水分代谢响应研究[D]. 张波.西北农林科技大学 2011
[10]镉胁迫下水稻谷胱甘肽转硫酶（GST）活性变化及其纯化鉴定[D]. 居婷.南京农业大学 2009
本文编号：3194456
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