薄皮甜瓜镉积累特性与镉胁迫响应机理研究
发布时间：2021-05-19 13:52
农业生产正在面临着日益严重的重金属镉造成的土壤污染问题,为了降低镉超标农田的农业生产的风险性,本文通过在镉超标地区开展的大田试验,初步筛选出了适宜于镉超标地区种植的薄皮甜瓜品种,研究了镉在不同薄皮甜瓜品种植株内的分布规律,并探讨了不同镉积累特性薄皮甜瓜品种间Cd2+流速和亚细胞分布的差异,研究了不同浓度镉胁迫对不同薄皮甜瓜品种植株生长和抗氧化系统的影响,以及镉胁迫下不同薄皮甜瓜品种转录组的测序分析,为镉超标地区的种植产业结构的调整提供了参考,为研究薄皮甜瓜对镉胁迫响应机理提供理论依据。主要研究结果如下:1、调查样点的农田土壤大部分呈弱酸性,所有样点农田土壤以Cd超标率最高,但均未出现Cr和Pb超标现象。调查样点内甜瓜果实中重金属积累量较低,积累量变化幅度大,其中厚皮甜瓜果实中Cd、Cr、Pb、Hg和As积累量分别为0.016～0.024、ND、ND～0.08、ND～0.001和0.003～0.006 mg·kg-1,薄皮甜瓜果实中Cd、Cr、Pb、Hg和As积累量分别为0.011～0.032、ND～0.084、ND～0.019、ND～0.00...
【文章来源】：湖南农业大学湖南省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 农田土壤重金属污染的状况
1.1.2 土壤重金属污染的来源
1.2 农田重金属污染对土质和植物的影响
1.2.1 对土壤质量的影响
1.2.2 对植物的影响
1.2.3 对农产品质量的影响
1.3 Cd~(2+)在植物体内的吸收、转运和积累
1.3.1 植物根系对Cd~(2+)的吸收和外排
1.3.2 Cd~(2+)在植物体内的运输
1.3.3 植物体内Cd~(2+)的积累
1.4 Cd~(2+)在植物体内的存在形态与Cd~(2+)的亚细胞分布
1.5 植物对重金属的解毒机制
1.5.1 络合素在植物解毒中的作用
1.5.2 重金属在细胞壁的固持和液泡区隔化
1.5.3 植物对重金属元素的抗氧化作用
1.6 NMT在植物抗重金属毒害研究中的应用
1.7 研究目的与意义
1.8 研究内容
1.9 技术路线
第二章 镉污染地区甜瓜安全生产调查
2.1 材料与方法
2.1.1 调查区域
2.1.2 样品采集
2.1.3 样品测定
2.1.4 评价方法和标准
2.1.5 数据处理与分析
2.2 结果与分析
2.2.1 调查样点农田土壤pH和重金属积累量
2.2.2 调查样点土壤重金属污染程度
2.2.3 不同污染程度下甜瓜果实中重金属积累量
2.3 讨论
2.4 小结
第三章 薄皮甜瓜镉积累特性的研究
3.1 材料与方法
3.1.1 供试土壤与甜瓜品种
3.1.2 试验方法
3.1.3 Cd含量的测定方法
3.1.4 数据处理
3.2 结果与分析
3.2.1 不同薄皮甜瓜品种根系Cd~(2+)含量的差异
3.2.2 不同薄皮甜瓜品种基部茎叶Cd~(2+)含量的差异
3.2.3 不同薄皮甜瓜品种上部茎叶Cd~(2+)含量的差异
3.2.4 不同薄皮甜瓜品种果实Cd~(2+)含量的差异
3.2.5 不同薄皮甜瓜品种果实性状的差异
3.3 讨论
3.4 小结
第四章 镉胁迫对薄皮甜瓜幼苗生长和生理生化特性的影响
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验方法
4.2 结果与分析
4.2.1 不同浓度CdCl_2对薄皮甜瓜植株生长的影响
4.2.2 不同浓度CdCl_2处理对甜瓜叶片保护酶体系的影响
4.2.3 不同浓度CdCl_2对甜瓜叶片H_2O_2、MDA、GSH和 PRO含量的影响
4.3 讨论
4.3.1 不同浓度CdCl_2对甜瓜幼苗生长的影响
4.3.2 不同浓度CdCl_2对甜瓜叶片保护酶体系的影响
4.4 小结
第五章 镉胁迫下薄皮甜瓜离子流速和亚细胞分布的研究
5.1 材料与方法
5.1.1 植物材料和生长条件
5.1.2 Cd~(2+)、K~+和Ca~(2+)流速测定
5.1.3 植物亚细胞组分的分离
5.1.4 数据处理
5.2 结果与分析
5.2.1 甜瓜根毛区Cd~(2+)流速的基因型差异
5.2.2 甜瓜茎基部维管束Cd~(2+)流速的基因型差异
5.2.3 甜瓜根毛区K~+流速的基因型差异
5.2.4 甜瓜茎基部维管束K~+流速的基因型差异
5.2.5 甜瓜根毛区Ca~(2+)流速的基因型差异
5.2.6 甜瓜茎基部维管束Ca~(2+)流速的基因型差异
5.2.7 Cd~(2+)在不同甜瓜品种根系和叶片的亚细胞分布
5.3 分析与讨论
5.3.1 CdCl_2胁迫对甜瓜根系和茎基部离子流速的影响
5.3.2 Cd~(2+)在不同甜瓜品种的亚细胞分布
5.4 小结
第六章 镉胁迫下薄皮甜瓜响应机理的研究
6.1 材料与方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.2 测序结果与分析
6.2.1 转录组测序数据质量评估
6.2.2 薄皮甜瓜品种的4组样品间重复性分析
6.2.3 转录组数据差异表达DEG分析
6.3 讨论
6.3.1 光合作用提升对Cd耐受能力的影响
6.3.2 抗氧化酶活性对Cd耐受能力的影响
6.3.3 硫代谢对Cd耐受能力的影响
6.3.4 Cd~(2+)转运
6.4 小结
第七章 全文结论、创新点与工作展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 下一步研究计划
参考文献
附表
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同品种辣椒镉亚细胞分布和化学形态特征差异[J]. 彭秋,李桃,徐卫红,焦璐琛,邓继宝. 环境科学. 2019(07)
[2]镉在薄皮甜瓜植株中的分布及低积累品种筛选[J]. 王志伟,邹甜,孙波,龚思,陈泽南,孙小武. 中国蔬菜. 2018(11)
[3]镉胁迫下西瓜的转录组测序分析[J]. 王志伟,李涵,邹甜,孙波,孙小武. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]镉胁迫下菜心的转录组分析[J]. 张尉欣,刘阳,刘帅,唐玉林. 深圳大学学报(理工版). 2018(05)
[5]低Cd积累西瓜品种的筛选[J]. 王志伟,李涵,邹甜,孙波,龚思,陈泽南,孙小武. 中国瓜菜. 2018(08)
[6]镉胁迫对刺槐幼苗的生长、镉离子富集及其细胞分布的影响[J]. 周建,张毅川,齐安国,王彩云. 河南科技学院学报(自然科学版). 2018(01)
[7]不同砧木对西瓜镉积累和品质的影响[J]. 王志伟,李涵,孙波,孙小武,梁志怀,谢汉忠. 果树学报. 2017(10)
[8]土壤镉含量对西瓜茎叶和果实镉含量的影响[J]. 李涵,王志伟,孙波,邹甜,孙小武. 果树学报. 2017(03)
[9]不同积累型苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉吸收转运特征差异性研究[J]. 迟克宇,范洪黎. 植物营养与肥料学报. 2016(06)
[10]不同烟草材料镉积累差异评价[J]. 刘登璐,李廷轩,余海英,张路,王勇. 农业环境科学学报. 2016(11)
博士论文
[1]转录组揭示双峰驼高浓度血糖耐受机制[D]. 凌宇.内蒙古农业大学 2017
[2]甘蓝型油菜钼高低积累品种的筛选及其生理分子机制研究[D]. 秦世玉.华中农业大学 2016
[3]高低镉积累油菜品种筛选及其生化机制研究[D]. 吴志超.华中农业大学 2015
[4]镉对大豆的毒害效应及不同大豆品种耐镉差异性研究[D]. 黄运湘.湖南农业大学 2006
[5]水稻镉积累和耐性机理及其品种间差异研究[D]. 曾翔.湖南农业大学 2006
[6]镉对草莓的毒害及机理和调控研究[D]. 张金彪.福建农林大学 2001
硕士论文
[1]恶性疟原虫抗原PfMAg-1功能研究[D]. 高雪.北京协和医学院 2018
[2]核苷酸转移酶在拟南芥非生物胁迫应答中的功能研究[D]. 岳路明.深圳大学 2017
[3]107杨镉胁迫相关基因表达调控机制研究[D]. 李梦颖.中国林业科学研究院 2015
[4]不同苋菜品种对重金属累积差异和机制初探[D]. 陈艳.暨南大学 2013
[5]镉对花生生理特性、产量品质的影响及其钙素调控[D]. 高芳.山东农业大学 2011
[6]重金属镉对黄瓜幼苗生理特性的影响及嫁接缓解镉毒害的生理机制研究[D]. 张媛媛.华中农业大学 2009
[7]重金属Cd对桐花树幼苗生理生态效应及土壤酶的影响研究[D]. 吴桂容.厦门大学 2007
[8]铜、镉胁迫对冬小麦生长和产量的影响及其缓解措施的研究[D]. 夏来坤.河南农业大学 2006
[9]重金属镉对莲藕生长发育的影响[D]. 李铭心.华中农业大学 2005
本文编号：3195879
【文章来源】：湖南农业大学湖南省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 农田土壤重金属污染的状况
1.1.2 土壤重金属污染的来源
1.2 农田重金属污染对土质和植物的影响
1.2.1 对土壤质量的影响
1.2.2 对植物的影响
1.2.3 对农产品质量的影响
1.3 Cd~(2+)在植物体内的吸收、转运和积累
1.3.1 植物根系对Cd~(2+)的吸收和外排
1.3.2 Cd~(2+)在植物体内的运输
1.3.3 植物体内Cd~(2+)的积累
1.4 Cd~(2+)在植物体内的存在形态与Cd~(2+)的亚细胞分布
1.5 植物对重金属的解毒机制
1.5.1 络合素在植物解毒中的作用
1.5.2 重金属在细胞壁的固持和液泡区隔化
1.5.3 植物对重金属元素的抗氧化作用
1.6 NMT在植物抗重金属毒害研究中的应用
1.7 研究目的与意义
1.8 研究内容
1.9 技术路线
第二章 镉污染地区甜瓜安全生产调查
2.1 材料与方法
2.1.1 调查区域
2.1.2 样品采集
2.1.3 样品测定
2.1.4 评价方法和标准
2.1.5 数据处理与分析
2.2 结果与分析
2.2.1 调查样点农田土壤pH和重金属积累量
2.2.2 调查样点土壤重金属污染程度
2.2.3 不同污染程度下甜瓜果实中重金属积累量
2.3 讨论
2.4 小结
第三章 薄皮甜瓜镉积累特性的研究
3.1 材料与方法
3.1.1 供试土壤与甜瓜品种
3.1.2 试验方法
3.1.3 Cd含量的测定方法
3.1.4 数据处理
3.2 结果与分析
3.2.1 不同薄皮甜瓜品种根系Cd~(2+)含量的差异
3.2.2 不同薄皮甜瓜品种基部茎叶Cd~(2+)含量的差异
3.2.3 不同薄皮甜瓜品种上部茎叶Cd~(2+)含量的差异
3.2.4 不同薄皮甜瓜品种果实Cd~(2+)含量的差异
3.2.5 不同薄皮甜瓜品种果实性状的差异
3.3 讨论
3.4 小结
第四章 镉胁迫对薄皮甜瓜幼苗生长和生理生化特性的影响
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验方法
4.2 结果与分析
4.2.1 不同浓度CdCl_2对薄皮甜瓜植株生长的影响
4.2.2 不同浓度CdCl_2处理对甜瓜叶片保护酶体系的影响
4.2.3 不同浓度CdCl_2对甜瓜叶片H_2O_2、MDA、GSH和 PRO含量的影响
4.3 讨论
4.3.1 不同浓度CdCl_2对甜瓜幼苗生长的影响
4.3.2 不同浓度CdCl_2对甜瓜叶片保护酶体系的影响
4.4 小结
第五章 镉胁迫下薄皮甜瓜离子流速和亚细胞分布的研究
5.1 材料与方法
5.1.1 植物材料和生长条件
5.1.2 Cd~(2+)、K~+和Ca~(2+)流速测定
5.1.3 植物亚细胞组分的分离
5.1.4 数据处理
5.2 结果与分析
5.2.1 甜瓜根毛区Cd~(2+)流速的基因型差异
5.2.2 甜瓜茎基部维管束Cd~(2+)流速的基因型差异
5.2.3 甜瓜根毛区K~+流速的基因型差异
5.2.4 甜瓜茎基部维管束K~+流速的基因型差异
5.2.5 甜瓜根毛区Ca~(2+)流速的基因型差异
5.2.6 甜瓜茎基部维管束Ca~(2+)流速的基因型差异
5.2.7 Cd~(2+)在不同甜瓜品种根系和叶片的亚细胞分布
5.3 分析与讨论
5.3.1 CdCl_2胁迫对甜瓜根系和茎基部离子流速的影响
5.3.2 Cd~(2+)在不同甜瓜品种的亚细胞分布
5.4 小结
第六章 镉胁迫下薄皮甜瓜响应机理的研究
6.1 材料与方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.2 测序结果与分析
6.2.1 转录组测序数据质量评估
6.2.2 薄皮甜瓜品种的4组样品间重复性分析
6.2.3 转录组数据差异表达DEG分析
6.3 讨论
6.3.1 光合作用提升对Cd耐受能力的影响
6.3.2 抗氧化酶活性对Cd耐受能力的影响
6.3.3 硫代谢对Cd耐受能力的影响
6.3.4 Cd~(2+)转运
6.4 小结
第七章 全文结论、创新点与工作展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 下一步研究计划
参考文献
附表
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同品种辣椒镉亚细胞分布和化学形态特征差异[J]. 彭秋,李桃,徐卫红,焦璐琛,邓继宝. 环境科学. 2019(07)
[2]镉在薄皮甜瓜植株中的分布及低积累品种筛选[J]. 王志伟,邹甜,孙波,龚思,陈泽南,孙小武. 中国蔬菜. 2018(11)
[3]镉胁迫下西瓜的转录组测序分析[J]. 王志伟,李涵,邹甜,孙波,孙小武. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]镉胁迫下菜心的转录组分析[J]. 张尉欣,刘阳,刘帅,唐玉林. 深圳大学学报(理工版). 2018(05)
[5]低Cd积累西瓜品种的筛选[J]. 王志伟,李涵,邹甜,孙波,龚思,陈泽南,孙小武. 中国瓜菜. 2018(08)
[6]镉胁迫对刺槐幼苗的生长、镉离子富集及其细胞分布的影响[J]. 周建,张毅川,齐安国,王彩云. 河南科技学院学报(自然科学版). 2018(01)
[7]不同砧木对西瓜镉积累和品质的影响[J]. 王志伟,李涵,孙波,孙小武,梁志怀,谢汉忠. 果树学报. 2017(10)
[8]土壤镉含量对西瓜茎叶和果实镉含量的影响[J]. 李涵,王志伟,孙波,邹甜,孙小武. 果树学报. 2017(03)
[9]不同积累型苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉吸收转运特征差异性研究[J]. 迟克宇,范洪黎. 植物营养与肥料学报. 2016(06)
[10]不同烟草材料镉积累差异评价[J]. 刘登璐,李廷轩,余海英,张路,王勇. 农业环境科学学报. 2016(11)
博士论文
[1]转录组揭示双峰驼高浓度血糖耐受机制[D]. 凌宇.内蒙古农业大学 2017
[2]甘蓝型油菜钼高低积累品种的筛选及其生理分子机制研究[D]. 秦世玉.华中农业大学 2016
[3]高低镉积累油菜品种筛选及其生化机制研究[D]. 吴志超.华中农业大学 2015
[4]镉对大豆的毒害效应及不同大豆品种耐镉差异性研究[D]. 黄运湘.湖南农业大学 2006
[5]水稻镉积累和耐性机理及其品种间差异研究[D]. 曾翔.湖南农业大学 2006
[6]镉对草莓的毒害及机理和调控研究[D]. 张金彪.福建农林大学 2001
硕士论文
[1]恶性疟原虫抗原PfMAg-1功能研究[D]. 高雪.北京协和医学院 2018
[2]核苷酸转移酶在拟南芥非生物胁迫应答中的功能研究[D]. 岳路明.深圳大学 2017
[3]107杨镉胁迫相关基因表达调控机制研究[D]. 李梦颖.中国林业科学研究院 2015
[4]不同苋菜品种对重金属累积差异和机制初探[D]. 陈艳.暨南大学 2013
[5]镉对花生生理特性、产量品质的影响及其钙素调控[D]. 高芳.山东农业大学 2011
[6]重金属镉对黄瓜幼苗生理特性的影响及嫁接缓解镉毒害的生理机制研究[D]. 张媛媛.华中农业大学 2009
[7]重金属Cd对桐花树幼苗生理生态效应及土壤酶的影响研究[D]. 吴桂容.厦门大学 2007
[8]铜、镉胁迫对冬小麦生长和产量的影响及其缓解措施的研究[D]. 夏来坤.河南农业大学 2006
[9]重金属镉对莲藕生长发育的影响[D]. 李铭心.华中农业大学 2005
本文编号：3195879
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