柳树对重金属铅、镉响应的基因型差异及其耐性机制研究

发布时间：2025-01-11 01:52

　　重金属污染土壤的树木修复技术(Dendroremediation)是近10年来植物修复领域关注的热点问题。柳树(Salix spp.)等短轮伐、速生树种是目前树木修复领域应用最多的树种之一,通过短周期矮林操作,在进行植物修复的同时,收获的生物量可用于生物质能源生产,有效缓解了环境污染和能源危机。全世界柳树有500多个种,产于我国的就有200多种,柳树对重金属的吸收、积累以及耐性存在明显的基因型差异,国内外在柳树对重金属的吸收、积累特征方面开展了大量研究。目前国内在柳树对重金属积累的总量方面较为关注,而对重金属在柳树体内特别是原位状态下的分布研究极少；而且大多研究局限于水培或盆栽试验,或是重金属污染区域天然柳树植被的调查,对柳树在重金属污染土壤修复中的潜力评估缺乏野外大田试验数据的支持；同时,国内外对柳树重金属耐性与解毒机制的报道也大多基于地上部生理生化水平的响应,有关柳树重金属耐性与解毒相关分子机制的研究还很少。基于此,本研究以杞柳(Salix integra Thunb.)为试验材料,研究了杞柳不同栽培品种对铅(Lead, Pb)、镉(Cadmium, Cd)的吸收、积累和分配特点以及...

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 重金属污染及其修复技术
        1.1.1 重金属污染及其危害
        1.1.2 植物修复技术
    1.2 树木修复技术
        1.2.1 树木修复的含义
        1.2.2 树木修复的原理
        1.2.3 柳树在树木修复中的应用
    1.3 树木对重金属的吸收和积累特点
        1.3.1 重金属的吸收
        1.3.2 重金属在树木体内的转移和分配
    1.4 树木对重金属的耐性机制
        1.4.1 避性机制
        1.4.2 解毒机制
    1.5 工作基础与问题提出
    1.6 研究内容与技术路线
        1.6.1 主要研究内容
        1.6.2 技术路线
第二章 杞柳不同基因型对铅的吸收、积累以及铅在杞柳体内的分布特征
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 供试材料及培育
        2.2.2 试验设计
        2.2.3 测试方法
        2.2.4 数据处理与分析方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 植株铅毒害症状
        2.3.2 铅对不同基因型杞柳生长及耐性的影响
        2.3.3 杞柳不同基因型对铅的积累及转移能力
        2.3.4 铅及其他元素在杞柳不同组织的微区分布
    2.4 讨论
        2.4.1 柳树根系对铅的响应机制
        2.4.2 铅在柳树体内的微区分布与元素区隔化策略
        2.4.3 应用杞柳进行铅污染植物修复的潜力
第三章 杞柳不同基因型对镉的吸收、积累特点及其根系形态构型变化
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试验设计
        3.2.3 测试方法
        3.2.4 数据分析与统计方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 杞柳根系、叶片对Cd的动态吸收特点
        3.3.2 杞柳不同基因型对Cd的积累特征
        3.3.3 镉对根系形态构型的影响
        3.3.4 镉对叶片矿质元素吸收的影响
    3.4 讨论
        3.4.1 杞柳在Cd污染植物修复实践中的潜力
        3.4.2 杞柳根系对镉胁迫的响应
第四章 镉胁迫下杞柳转录组测序及叶片数字表达谱分析
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验设计
        4.2.3 测试与分析方法
    4.3 结果与分析
        4.3.1 杞柳Cd胁迫下转录组数据的组装
        4.3.2 杞柳转录组序列SSR分析
        4.3.3 Unigenes表达量分析
        4.3.4 杞柳Unigenes功能注释
        4.3.5 杞柳与杨树及其他物种基因组的对比分析
        4.3.6 镉诱导的杞柳叶片基因表达谱的差异及验证
        4.3.7 杞柳镉耐性/解毒相关基因在不同组织的表达差异
    4.4 讨论
第五章 柳树在重金属污染尾矿修复中的应用研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试验1 铜尾矿对不同基因型柳树生长、生理以及光合作用的影响
        5.2.2 试验2 Pb/Zn尾矿对不同树种生长以及金属元素积累的影响
        5.2.3 数据处理及统计分析方法
    5.3 结果与分析
        5.3.1 铜尾矿对不同基因型柳树生长及光合作用的影响
        5.3.2 铜尾矿对不同基因型柳树叶片生理指标的影响
        5.3.3 铅锌尾矿对不同树种生长、根系发育及生物量积累的影响
        5.3.4 不同树种对重金属的积累特征
        5.3.5 不同树种对铅和锌的转移和富集能力
    5.4 讨论
        5.4.1 柳树对金属型尾矿土壤的适应性
        5.4.2 不同树种对重金属的固定和去除能力
        5.4.3 木本植物修复技术的生态效益预测
第六章 主要研究结论、创新点及研究展望
    6.1 研究结论
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间主要成果
致谢
附录



本文编号：4025756