高低镉积累油菜品种响应镉胁迫的分子机制研究
发布时间：2023-04-19 20:59
近年来,我国农田土壤镉污染问题越来越普遍。土壤镉污染不仅严重威胁植物生长发育,还可以通过食物链进入人体,危害人体健康。因此,保障镉污染土壤的农业安全生产,并利用超积累植物修复镉污染土壤具有十分重要的现实意义和应用前景。油菜作为我国重要的油料作物之一,具有悠久的栽培历史和广泛的种植面积,对社会经济发展的发展起着重要作用。本文拟选用生物量较大的油菜种质资源,利用它们自身的遗传特性,筛选获得镉高积累和镉低积累油菜品种,然后分析品种间根系形态及地上部生物量和镉含量、地上部镉运输能力、根和地上部镉累积能力、光合系统、氧化损伤程度、抗氧化物含量、抗氧化酶活性,并通过基因组重测序分析、转录组学和qRT-PCR分析,以筛选造成这两种基因型在响应镉胁迫下的差异的关键功能基因BnNramp。随后,通过转基因植物及酵母功能互补分析,从而阐明镉转运蛋白BnNramp基因在油菜体内运输镉由根部向地上部运输中的关键作用。现将主要结论简要陈述如下:1.高、低镉积累油菜品种的筛选及鉴定本研究以39个甘蓝型油菜(Brassica napus)自交系品种为供试材料,利用水培试验,分别取2.5和5μM镉处理10天的地上部进...
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第1章 文献综述
1.1 镉的来源及污染现状
1.1.1 镉的来源
1.1.2 镉污染现状
1.2 植物修复技术
1.2.1 植物修复
1.2.2 超累积植物
1.3 植物对镉的吸收转运
1.3.1 植物根对Cd2+的吸收
1.3.2 镉从根向地上部的转运
1.4 植物对镉的解毒机制
1.4.1 细胞壁结合
1.4.2 液泡区室化
1.4.3 抗氧化酶和非酶类抗氧化物
1.4.4 诱导PCS、MT及MTP基因表达
1.5 研究目的与意义
1.6 研究内容
1.7 技术路线
第2章 高、低镉积累油菜品种的筛选及鉴定
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 供试材料
2.2.2 试验方案与样品采集
2.2.3 测定项目及方法
2.2.4 数据分析
2.3 结果与分析
2.3.1 39个油菜品种在不同镉处理条件下的生物量
2.3.2 39个油菜品种在不同镉处理条件下的镉含量
2.4 讨论
2.5 本章小结
第3章 高、低镉积累油菜品种的进一步确定及其响应镉胁迫的生理反应
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 供试材料
3.2.2 试验方案与样品采集
3.2.3 测定项目及方法
3.2.4 数据分析
3.3 结果与分析
3.3.1 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的生物量
3.3.2 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的根系形态
3.3.3 高、低镉积累油菜品种镉的组织定位及含量
3.3.4 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫其他金属元素含量
3.3.5 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的光合指标
3.3.6 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的MDA和 H2O2 含量
3.3.7 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下抗氧化酶系统
3.3.8 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统
3.4 讨论
3.5 本章小结
第4章 高、低镉积累油菜品种镉胁迫下基因组学和转录组学分析
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 供试材料
4.2.2 油菜总RNA的提取
4.2.3 RNA质量检测
4.2.4 cNDA合成
4.2.5 全基因组重测序
4.2.6 数字基因表达
4.3 结果与分析
4.3.1 高、低镉积累油菜品种之间基因组学差异分析
4.3.2 高、低镉积累油菜品种转录组学差异分析
4.4 讨论
4.5 本章小结
第5章 甘蓝型油菜NRAMP基因家族的分析和功能鉴定
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 供试材料
5.2.2 NRAMP基因家族表达谱分析
5.2.3 酵母实验
5.2.4 拟南芥转化和生长测定
5.3 结果与分析
5.3.1 甘蓝型油菜NRAMP蛋白家族系统进化分析
5.3.2 甘蓝型油菜NRAMP蛋白家族基因结构分析
5.3.3 NRAMP蛋白家族在甘蓝型油菜中的组织特异性表达
5.3.4 酵母突变体功能互补验证
5.3.5 拟南芥突变体功能互补验证
5.4 讨论
5.5 本章小结
第6章 全文总结、创新点及展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
发表论文及参加课题
附录
本文编号：3794201
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第1章 文献综述
1.1 镉的来源及污染现状
1.1.1 镉的来源
1.1.2 镉污染现状
1.2 植物修复技术
1.2.1 植物修复
1.2.2 超累积植物
1.3 植物对镉的吸收转运
1.3.1 植物根对Cd2+的吸收
1.3.2 镉从根向地上部的转运
1.4 植物对镉的解毒机制
1.4.1 细胞壁结合
1.4.2 液泡区室化
1.4.3 抗氧化酶和非酶类抗氧化物
1.4.4 诱导PCS、MT及MTP基因表达
1.5 研究目的与意义
1.6 研究内容
1.7 技术路线
第2章 高、低镉积累油菜品种的筛选及鉴定
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 供试材料
2.2.2 试验方案与样品采集
2.2.3 测定项目及方法
2.2.4 数据分析
2.3 结果与分析
2.3.1 39个油菜品种在不同镉处理条件下的生物量
2.3.2 39个油菜品种在不同镉处理条件下的镉含量
2.4 讨论
2.5 本章小结
第3章 高、低镉积累油菜品种的进一步确定及其响应镉胁迫的生理反应
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 供试材料
3.2.2 试验方案与样品采集
3.2.3 测定项目及方法
3.2.4 数据分析
3.3 结果与分析
3.3.1 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的生物量
3.3.2 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的根系形态
3.3.3 高、低镉积累油菜品种镉的组织定位及含量
3.3.4 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫其他金属元素含量
3.3.5 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的光合指标
3.3.6 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下的MDA和 H2O2 含量
3.3.7 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下抗氧化酶系统
3.3.8 高、低镉积累油菜品种在镉胁迫下抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统
3.4 讨论
3.5 本章小结
第4章 高、低镉积累油菜品种镉胁迫下基因组学和转录组学分析
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 供试材料
4.2.2 油菜总RNA的提取
4.2.3 RNA质量检测
4.2.4 cNDA合成
4.2.5 全基因组重测序
4.2.6 数字基因表达
4.3 结果与分析
4.3.1 高、低镉积累油菜品种之间基因组学差异分析
4.3.2 高、低镉积累油菜品种转录组学差异分析
4.4 讨论
4.5 本章小结
第5章 甘蓝型油菜NRAMP基因家族的分析和功能鉴定
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 供试材料
5.2.2 NRAMP基因家族表达谱分析
5.2.3 酵母实验
5.2.4 拟南芥转化和生长测定
5.3 结果与分析
5.3.1 甘蓝型油菜NRAMP蛋白家族系统进化分析
5.3.2 甘蓝型油菜NRAMP蛋白家族基因结构分析
5.3.3 NRAMP蛋白家族在甘蓝型油菜中的组织特异性表达
5.3.4 酵母突变体功能互补验证
5.3.5 拟南芥突变体功能互补验证
5.4 讨论
5.5 本章小结
第6章 全文总结、创新点及展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
发表论文及参加课题
附录
本文编号：3794201
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