异源表达merA/merB基因对番茄汞含量的影响及在其它植物中的验证
发布时间：2021-06-28 19:50
番茄是世界范围内广泛种植的主要蔬菜作物之一,也是研究茄科果实发育的模式植物。汞是一种有毒的重金属元素,农田和农产品的汞污染会对人体健康造成潜在威胁。为了探讨降低番茄中汞含量的技术,本实验将汞离子还原酶（merA）和有机汞裂解酶（merB）基因在番茄中表达,利用其将有机汞和无机汞转化为毒性较小且具有挥发性的元素态汞的能力,研究了转基因番茄在汞污染土壤中仍能生产符合食品安全规定中汞含量标准的果实,并且具有修复土壤汞污染的能力。实验结果显示,转merA和merB基因作物可以耐受较高浓度的无机汞和有机汞,并且转基因作物的果实,种子和叶片中的汞含量相比野生型显著降低。在外源加入高浓度HgCl2（1600 μg/kg）的土壤中种植时,野生型番茄果实汞含量为62.66 μg/kg,大幅超过食品安全规定中的蔬菜汞含量标准（10 μg/kg）,而此时转基因番茄果实汞含量为9.66 μg/kg,低于最大允许值。在260 μg/kg HgCl2土壤中,野生型番茄果实汞含量为33.54 μg/kg,而转基因番茄果实中仅为4.01 μg/kg。这表明在汞污染程度的土壤中转merA/merB基因的番茄可以生产符合...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１地球汞循环（单位：吨）（引自ＡＭＡＰ／ＵＮＥＰ，２０１３）??Ｆｉｇ?１－１?Ｍｅｒｃｕｒｙ?ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｅａｒｔｈ?（ｕｎｉｔ：?ｔｏｎ）??
?２００５）。与物理、化学修复等技术相比，??植物修复技术可以同时修复多种污染，操作方法简单，总投资较低后续维护容易并??且不造成二次污染，此外该过程中种植的大量植物具有潜在的经济和社会效益，符??合当今绿色环保的思想，适应现代环境保护的要求。由于这些优点，植物修复技术??受到了广泛的重视，相关研究也不断深入，是解决土壤汞污染问题的一条很有希望??的道路。??利用植物来修复污染土壤有多种途径，其中由于修复原理的不同通常分为植物??挥发修复、植物降解修复、植物提取修复和植物稳定修复（图１－２）。??〇〇?〇?〇?＼???植物挥发修复｜?ｒ?Ｐｉ?＇??????Ｉ?ｔ?植物降解修ｓ??植物稳定修ｆｉ?Ｊｏ?ｏ？?，；?或植物促进修Ｍ??ＨｂｈｉｉｉｉＭＨＢｉｉｉｉｉｈＨ??图１－２?土壤重金属的植物修复（引自Ｐｉｌ〇ｎ－Ｓｍｉｔｓ＆Ｐｉｌｏｎ，２０００）??Ｆｉｇ?１－２?Ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｍｅｔａｌｓ??５．１．２．１?植物挥发修复（ｐｈｙｔｏｖｏｌａｔｉｚａｔｉｏｎ）??植物挥发修复是利用植物将重金属吸收到植物体内之后，经一系列物理、化学??和生理反应将其转化为气态物质释放到大气中。由原理可以看出，该技术大多应用??于挥发性重金属的修复，而汞由于其元素态的单质汞具有挥发性，因此植物挥发修??复技术在修复土壤汞污染中得到了广泛关注。虽然普通植物在生长过程中可以通过??叶片向外界挥发一定量的汞（ＡＭＡＰ／ＵＮＥＰ，?２０１３），但通常效率很低，因此研究人??员利用转基因技术来增强植物挥发修复汞的能力（Ｒｕｇｈｅｔａｌ．，?１９９６）。??Ｍｅｄ基因??Ｍｅｒ儿来源于
?第一章文献综述???７技术路线??ｍｅｒＡ／ｍｅｒＳ基因合成及测序验证???▼???构迮枯物衣达錢体??转化农杆菌ＬＢＡ４４０４、ＥＨＡ１０５和ＧＶ３１０１??１?＂??授染子叶转化＃茄??转基因掊株的筛选与鉴定???Ｉ???转?ｍｅｒＡ／ｍｅｒＲＭ?因在??植物中的有效性验证??■?Ｚ?＼??转丛因番茄抗汞能力检验｜｜?＾ｍｅＭ／ｍｅｒ８ｊｊ??Ｉ?因降低梢物和土?????１?壤汞含ｅ的作用??转基ｗ＃茄果实和?在水稻、：＾草和??則－狀含ｓ淑?｜拟南芥岑＆验证??ｙ??转基因降??低土壤汞含遗测定??■?Ｉ?１?｜??燃煤电厂蔬菜土壤汞污染程度调赍???▼???转ｎｗ／Ａ／＾）Ｋ８猫因作物在燃煤??电厂区域应用的可行性验证??图１－３本研究技术路线??Ｆｉｇ?１－３?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｓｔｕｄｙ??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不可轻视的隐形杀手——汞污染[J]. 荣凤贤. 农村青少年科学探究. 2016(06)
[2]中国燃煤电厂汞的物质流向与汞排放研究[J]. 惠霂霖,张磊,王祖光,王书肖. 中国环境科学. 2015(08)
[3]珠三角某垃圾焚烧厂周边植物叶片汞含量空间格局影响因素影响因素[J]. 赵曦,李娟,黄艺,陆克定,肖朝明,肖遥. 生态毒理学报. 2015(04)
[4]硫代硫酸铵添加对黄平大黄油菜富集土壤汞的影响-田间试验[J]. 王建旭,张军方,冯新斌,谢园艳,余志. 生态毒理学报. 2014(05)
[5]根表铁膜的形成和添加硒对水稻吸收转运无机汞和甲基汞的影响[J]. 李云云,赵甲亭,高愈希,李玉锋,李柏,赵宇亮,柴之芳. 生态毒理学报. 2014(05)
[6]南京某燃煤电厂汞的排放特点及分布特征[J]. 张迪生,谢馨. 环境监测管理与技术. 2014(03)
[7]低分子有机酸对汞氧化还原反应的影响[J]. 赵士波,孙荣国,王定勇,王小文,张成. 环境科学. 2014(06)
[8]贵州万山汞矿遗址调查报告[J]. 李映福,周必素,韦莉果. 江汉考古. 2014(02)
[9]大型炼锌厂周边土壤及蔬菜的汞污染评价及来源分析[J]. 刘芳,王书肖,吴清茹,林海. 环境科学. 2013(02)
[10]松花江上游夹皮沟金矿土壤与大气汞污染特征[J]. 张刚,王宁,王媛,刘特,艾建超. 环境科学. 2012(09)
硕士论文
[1]富汞植物的筛选及性能评价[D]. 李有丹.北京化工大学 2015
[2]根系结构对水稻吸收汞的影响[D]. 马敏.华东师范大学 2012
本文编号：3254944
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１地球汞循环（单位：吨）（引自ＡＭＡＰ／ＵＮＥＰ，２０１３）??Ｆｉｇ?１－１?Ｍｅｒｃｕｒｙ?ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｅａｒｔｈ?（ｕｎｉｔ：?ｔｏｎ）??
?２００５）。与物理、化学修复等技术相比，??植物修复技术可以同时修复多种污染，操作方法简单，总投资较低后续维护容易并??且不造成二次污染，此外该过程中种植的大量植物具有潜在的经济和社会效益，符??合当今绿色环保的思想，适应现代环境保护的要求。由于这些优点，植物修复技术??受到了广泛的重视，相关研究也不断深入，是解决土壤汞污染问题的一条很有希望??的道路。??利用植物来修复污染土壤有多种途径，其中由于修复原理的不同通常分为植物??挥发修复、植物降解修复、植物提取修复和植物稳定修复（图１－２）。??〇〇?〇?〇?＼???植物挥发修复｜?ｒ?Ｐｉ?＇??????Ｉ?ｔ?植物降解修ｓ??植物稳定修ｆｉ?Ｊｏ?ｏ？?，；?或植物促进修Ｍ??ＨｂｈｉｉｉｉＭＨＢｉｉｉｉｉｈＨ??图１－２?土壤重金属的植物修复（引自Ｐｉｌ〇ｎ－Ｓｍｉｔｓ＆Ｐｉｌｏｎ，２０００）??Ｆｉｇ?１－２?Ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｍｅｔａｌｓ??５．１．２．１?植物挥发修复（ｐｈｙｔｏｖｏｌａｔｉｚａｔｉｏｎ）??植物挥发修复是利用植物将重金属吸收到植物体内之后，经一系列物理、化学??和生理反应将其转化为气态物质释放到大气中。由原理可以看出，该技术大多应用??于挥发性重金属的修复，而汞由于其元素态的单质汞具有挥发性，因此植物挥发修??复技术在修复土壤汞污染中得到了广泛关注。虽然普通植物在生长过程中可以通过??叶片向外界挥发一定量的汞（ＡＭＡＰ／ＵＮＥＰ，?２０１３），但通常效率很低，因此研究人??员利用转基因技术来增强植物挥发修复汞的能力（Ｒｕｇｈｅｔａｌ．，?１９９６）。??Ｍｅｄ基因??Ｍｅｒ儿来源于
?第一章文献综述???７技术路线??ｍｅｒＡ／ｍｅｒＳ基因合成及测序验证???▼???构迮枯物衣达錢体??转化农杆菌ＬＢＡ４４０４、ＥＨＡ１０５和ＧＶ３１０１??１?＂??授染子叶转化＃茄??转基因掊株的筛选与鉴定???Ｉ???转?ｍｅｒＡ／ｍｅｒＲＭ?因在??植物中的有效性验证??■?Ｚ?＼??转丛因番茄抗汞能力检验｜｜?＾ｍｅＭ／ｍｅｒ８ｊｊ??Ｉ?因降低梢物和土?????１?壤汞含ｅ的作用??转基ｗ＃茄果实和?在水稻、：＾草和??則－狀含ｓ淑?｜拟南芥岑＆验证??ｙ??转基因降??低土壤汞含遗测定??■?Ｉ?１?｜??燃煤电厂蔬菜土壤汞污染程度调赍???▼???转ｎｗ／Ａ／＾）Ｋ８猫因作物在燃煤??电厂区域应用的可行性验证??图１－３本研究技术路线??Ｆｉｇ?１－３?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｓｔｕｄｙ??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不可轻视的隐形杀手——汞污染[J]. 荣凤贤. 农村青少年科学探究. 2016(06)
[2]中国燃煤电厂汞的物质流向与汞排放研究[J]. 惠霂霖,张磊,王祖光,王书肖. 中国环境科学. 2015(08)
[3]珠三角某垃圾焚烧厂周边植物叶片汞含量空间格局影响因素影响因素[J]. 赵曦,李娟,黄艺,陆克定,肖朝明,肖遥. 生态毒理学报. 2015(04)
[4]硫代硫酸铵添加对黄平大黄油菜富集土壤汞的影响-田间试验[J]. 王建旭,张军方,冯新斌,谢园艳,余志. 生态毒理学报. 2014(05)
[5]根表铁膜的形成和添加硒对水稻吸收转运无机汞和甲基汞的影响[J]. 李云云,赵甲亭,高愈希,李玉锋,李柏,赵宇亮,柴之芳. 生态毒理学报. 2014(05)
[6]南京某燃煤电厂汞的排放特点及分布特征[J]. 张迪生,谢馨. 环境监测管理与技术. 2014(03)
[7]低分子有机酸对汞氧化还原反应的影响[J]. 赵士波,孙荣国,王定勇,王小文,张成. 环境科学. 2014(06)
[8]贵州万山汞矿遗址调查报告[J]. 李映福,周必素,韦莉果. 江汉考古. 2014(02)
[9]大型炼锌厂周边土壤及蔬菜的汞污染评价及来源分析[J]. 刘芳,王书肖,吴清茹,林海. 环境科学. 2013(02)
[10]松花江上游夹皮沟金矿土壤与大气汞污染特征[J]. 张刚,王宁,王媛,刘特,艾建超. 环境科学. 2012(09)
硕士论文
[1]富汞植物的筛选及性能评价[D]. 李有丹.北京化工大学 2015
[2]根系结构对水稻吸收汞的影响[D]. 马敏.华东师范大学 2012
本文编号：3254944
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