导读:本文包含了吸收与耐性机理论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:植物修复,豨莶,镉,区室化分布
吸收与耐性机理论文文献综述
徐小逊[1]（2018）在《超富集植物豨莶（Siegesbeckia orientalis L.）对镉的吸收和耐性机理研究》一文中研究指出利用富集或超富集植物修复重金属污染土壤是一种重要的土壤污染治理技术。因此,新型超富集植物的筛选鉴定,以及深入揭示其对重金属的吸收和耐受机制是当前研究的热点。豨莶(Siegesbeckia orientalis L.)是我国西南地区发现的一种镉(Cd)超富集植物。它具有较高的生物量和较强的地上部Cd富集能力,是Cd污染土壤原位绿色修复较为理想的材料。然而,其对Cd的吸收机制和耐性机理并不清楚。本研究综合采用亚细胞差速离心法、化学形态连续提取法、根袋试验法、根系扫描法和光合测定法等实验方法,以及高通量测序和生物信息学等技术,研究豨莶不同器官对Cd的积累和亚细胞分布特征、根际特征、生理生态响应以及分子机制,并系统探讨其对Cd的吸收和耐性机理。主要研究结果如下:(1)豨莶在高浓度Cd胁迫下能维持正常生长,同时将大量的Cd积累于植株地上部器官。植物根、茎和叶中超过90%的Cd贮存在细胞可溶性组分(48.42%-76.54%)和细胞壁组分中(19.9%-46.3%),表明两者是Cd区室化分布和解毒的重要场所;同时探明根部细胞器中Cd所占比例低于地上部器官是该植物超富集Cd的重要原因。各器官Cd的化学形态特征显示大部分的Cd(69.83%-82.71%)以低毒的氯化钠提取态和醋酸提取态Cd存在,而无机结合态和水溶态Cd仅占总量的6.85%-20.91%,这是豨莶器官中减少Cd毒害的重要机制。(2)根际土壤各形态Cd含量表现为弱酸提取态>可还原态>残渣态>可氧化态,并且随Cd添加量的增加,其形态向生物有效性更高的弱酸提取态转化。Cd在土壤中的活化以及植物对Cd的耐受与豨莶根际土壤性质变化有关,多个土壤性质指标表现出根际与非根际的差异。具体来看,Cd胁迫下根际土壤pH显着降低、溶解性有机碳和易氧化有机碳含量的提升是Cd活化的主要原因;豨莶能够提高主要微生物类群对Cd的耐受性,增强了对Cd的活化,土壤氨化作用和硝化作用强度是维持土壤微生物数量和活性的关键因子,可作为土壤Cd污染的诊断指标;根际土壤酶活性的维持与较高的微生物活性有关,有利于土壤中氮、磷的转化,促进植物生长和根系对Cd的吸收。(3)根系总长度、总表面积和总体积在Cd处理下显着增加,是其应对Cd胁迫的重要生态适应机制,同时对根系吸收Cd也起到了一定作用;Cd处理浓度升高,植物氧化损伤加强,与此同时植株器官中渗透调节物质可溶性糖含量显着升高,抗氧化系统中谷胱甘肽还原酶、抗坏血酸过氧化物酶和还原性谷胱甘肽也出现不同程度上升,有效抵御了Cd产生的氧化损伤;Cd胁迫导致叶片光合速率的下降,其原因是由非气孔限制因素引起,但随着Cd浓度的升高叶绿素a/b比值未出现明显降低,而非光化学荧光猝灭系数值有一定上升,最大光化学量子产率降幅不大,是豨莶耐受Cd胁迫的重要光合生理调控机制。(4)豨莶根系在Cd胁迫叁个时间点的转录组测序分析共得到5953个差异表达基因,其中上调表达3192个,下调表达2761个。这些差异表达基因经聚类分析获得四种显着表达的聚类模式,反映出差异表达基因随时间变化而出现的持续升高、先降低再升高以及先降低后稳定叁类变化趋势。进一步分析持续升高趋势中基因信息,发现热激蛋白70基因、重金属耐受蛋白基因、捕光叶绿素蛋白前体基因和过氧化物酶等上调表达,参与豨莶对Cd的生理耐受;天然抗性巨噬细胞蛋白家族(NRAMP)参与调控Cd在细胞中的跨膜运输,而ABC转运蛋白家族、P型-ATPase及寡肽转运蛋白超级家族基因调控了Cd在液泡中的区室化分布过程。(本文来源于《四川农业大学》期刊2018-05-01）
黄丽媛[2]（2017）在《油茶对铝的吸收积累及其耐性机理研究》一文中研究指出铝是地壳中含量最丰富的金属元素,通常以难溶性硅酸盐或氧化铝的形式存在,对植物没有毒害,但在南方酸性土壤条件下,可溶性的铝(主要是Al3+)对大多数植物都会产生毒害,抑制植物的营养生长,减少植物的经济产量,降低农林产品的食用品质,因此对植物耐铝机理研究具有重要的科学价值和生产应用价值。铝对油茶而言是一种比较特殊的元素,通常情况下不仅未对其产生毒害作用,而且富集在油茶体内。为深入探究油茶对土壤铝的吸收、积累和耐铝机理,本研究以油茶主栽品种'华金'为试验材料,综合利用酶动力学、分子生物学、植物生理生化等科学原理和相关技术,开展了油茶对Al3+的吸收积累规律、铝诱导油茶相关基因的表达、根系和叶片对铝的生理响应机制等方面的研究,主要研究结果如下:(1)油茶对铝的吸收积累特性研究。采用水培法处理油茶幼苗,运用酶动力学原理研究油茶对铝的吸收方式。结果表明:在铝浓度≤2 mmol·L-1处理下,油茶对Al3+的吸收为主动吸收,其吸收量随时间延长而持续增加,吸收速率随时间的推移而下降;而铝浓度>2mmol·L-1时,油茶对Al3+吸收为被动扩散。不同浓度铝处理下,油茶具有很高的铝积累能力,其地上部分铝含量是地下部分的1.15～2.03倍,说明油茶体内的铝主要聚集在地上部分。进一步研究铝在油茶叶片中的分布情况,结果表明大部分铝(70%～80%)都富集在细胞壁中,有效阻止Al3+进入细胞质内,降低铝对细胞结构的破坏。不同浓度铝处理对油茶其他营养元素的吸收影响程度不同,铝处理有利于油茶对Cu和P元素的吸收,但抑制了油茶对Ca和Mg元素的吸收,对K、Fe、Mn和Zn元素的吸收与介质中Al3+浓度的高低相关,铝浓度≤2mmol·L-1时,促进其吸收,反之则抑制吸收。(2)油茶耐铝分子生理研究。通过铝胁迫诱导,采用RACE技术,从油茶幼苗根系中发现了 2个油茶耐铝基因。其中一个克隆获得了全长cDNA序列,全长1725bp,编码574个氨基酸,命名为CoALMT4;另一个获得了 cDNA片段,命名为CoMATE5。通过blast比对,显示CoMATE5序列与其他物种该基因相似度达到91%以上;CoALMT4与其他植物的ALMT4基因所编码的氨基酸相似度在70%以上。通过对CoALMT4基因进一步分析表明,CoALMT4是一个稳定的疏水性蛋白,并具有4个确定跨膜域,4个疑似跨膜域,蛋白由α螺旋(约占56.45%)、延伸链和β转角构成,属于全α型蛋白,具有耐铝基因的主要特征。实时定量qRT-PCR结果表明,CoMA7E5和CoALMT4在根系中的表达显着受到介质中铝浓度的诱导,随着铝浓度的增加而显着提高。由此可见,油茶在铝处理下,通过诱导耐铝基因的表达,促进根系苹果酸和柠檬酸的分泌以螯合根际周围活性铝,从而提高油茶对铝的耐受性。(3)油茶耐铝根系生理研究。采用砂培法铝胁迫培养油茶幼苗,通过对根系形态的观测和根系生理指标的测定,结果表明,在铝浓度为0.5mmol·L-1～2.0mmol·L-1时,油茶幼苗并没有出现铝毒害症状,其株高、地径、干重、根系体积等均随铝浓度的升高而增加;根系活力、木质部转运速率和游离脯氨酸含量较对照处理分别提高了122%、50%、90%,说明适当浓度铝促进了油茶根系生长,增强了根系的运输能力。当铝浓度达到4mmol·L-1时,油茶幼苗的生长受到了抑制,根系质膜透性显着增强,是对照处理的1.77倍;利用透射电镜观察油茶根尖细胞,其细胞壁周边开始形成囊泡,细胞壁发生断裂,质膜遭到破坏,出现质壁分离的现象,内含物减少,这也进一步证明此时油茶根系受到损害。(4)油茶耐铝光合生理研究。测定和分析不同浓度铝处理下油茶叶片光合生理。结果表明:适当浓度的铝(<2mmol·L-1)供给能够提高油茶叶片的光合色素含量;显着增强油茶叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr);PEPC酶活性的变化趋势与Rubisco酶活性变化相反,可有效弥补Rubisco酶活性降低带来的副作用;随着铝浓度的增加叶绿荧光参数Fv/Fm、ΦPSII值和NPQ值升高,由此可见油茶对适当浓度铝处理有较强的光合适应能力。但是铝浓度达到4 mmol·L-1时,油茶叶片的光合作用受到显着抑制,其叶片细胞结构发生变化,基粒片层膨胀,淀粉粒显着减少,嗜饿颗粒增加。(5)油茶耐铝抗氧化生理研究。对油茶叶片渗透调节物质和保护酶系统的测定结果表明,在铝浓度<2mmol·L-1处理下油茶叶片可溶性蛋白含量显着提高,是对照处理的1.7倍;可溶性糖含量与对照处理相比提高了 28%;SOD、POD和CAT活性随着铝浓度的升高而显着增强,比对照处理分别提高了 29%、63%和28%,说明抗氧化酶对植物铝毒存在一定的缓解和耐受作用。但这种作用有一定限度,铝浓度达到4.0 mmol·L-1时,3种保护酶活性均呈下降趋势,MDA含量显着增加,说明该浓度铝处理诱导产生的ROS过量积累,超出其对自由基的清除能力,导致叶肉细胞膜受损。综上所述,油茶在铝浓度≤2 mmol·L-1处理下,通过诱导耐铝基因的表达,促使根系分泌较多的苹果酸和柠檬酸,以螯合根际周围的活性铝,降低铝毒害;启动油茶根系生理响应机制,增强其根系活力和根系游离脯氨酸的积累,有效清除代谢产生的活性氧物质,维持根系的正常生长发育;同时油茶通过将铝富集在叶片的细胞壁中,阻止了 Al3+进入原生质体细胞内,降低了铝对细胞结构的破坏,油茶叶片渗透调节物质的增加和较强抗氧化酶系统的形成,也有助于维持细胞的膨压,保护细胞不受到铝毒害,缓解细胞膜脂过氧化作用,从而有效提高油茶对铝的耐受性,保证油茶的正常生长。(本文来源于《中南林业科技大学》期刊2017-05-01）
郭红叶,张海敏,田中伟,王庆亚,孙建云[3]（2015）在《小麦幼苗铬吸收的基因型差异及耐性机理》一文中研究指出为了解小麦对铬的抗性机理,以两个铬(Cr)抗性不同的小麦品种鲁麦22(抗Cr)和周麦9号(Cr敏感)为材料,采用水培试验研究了Cr胁迫下小麦幼苗的生长特性、对Cr积累能力的差异及其耐性机理。结果发现,Cr胁迫降低了两个小麦品种的干物质积累量、根长、根表面积、株高和叶面积,耐Cr品种鲁麦22受抑程度较周麦9号轻。两个小麦品种的根系和地上部总Cr含量、细胞壁Cr含量及可溶性Cr含量均随Cr处理浓度的增加而升高,且根系中Cr含量显着高于地上部。鲁麦22根系与地上部总Cr含量的比值显着高于周麦9号;根系及地上部细胞壁Cr含量与总Cr含量的比值也显着高于周麦9号,而可溶性Cr与总Cr含量的比值显着低于周麦9号。Cr处理显着增加了两个小麦品种的根系和叶片中植物螯合肽(PCs)、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量,且鲁麦22的增幅显着高于周麦9号。研究表明,抗Cr小麦品种具有更强的阻碍Cr向地上部转运的能力,其植株Cr主要分布于根系和地上部细胞壁中,细胞质内Cr含量较低,受Cr毒害程度降低;PCs、可溶性蛋白和游离氨基酸可能与植物细胞的Cr解毒有关。(本文来源于《麦类作物学报》期刊2015年10期）
陈爱葵,王茂意,刘晓海,曾小龙[4]（2013）在《水稻对重金属镉的吸收及耐性机理研究进展》一文中研究指出Cd是一种不能降解、广泛存在于环境中的金属污染物,是植物体非必需元素、环境中生物毒性最强的重金属元素之一,主要来源于矿山开采、火力发电、机械加工,汽车尾气排放以及磷肥生产等。Cd可通过水稻根部进入机体,向地上部分迁移并蓄积,严重影响水稻正常生长,并引起稻米Cd污染,通过食物链危害人类健康。从水稻Cd吸收影响因素及Cd在水稻中的吸收、运输和积累机理理等方面对水稻Cd污染研究现状进行综述,系统阐述了土壤pH、Eh、离子浓度等条件对水稻Cd吸收的影响,同时讨论了水稻对Cd胁迫的耐性机理及其分子机制。并指出存在的问题和研究方向。(本文来源于《生态科学》期刊2013年04期）
傅晓萍[5]（2011）在《美洲商陆镉吸收和耐性机理研究》一文中研究指出土壤重金属污染已经成为人类所面临的重大生态环境问题,引起了全世界人民的重视与关注。在所有重金属污染中,Cd污染最为严重,Cd也以其移动性大、毒性高成为最受关注的元素之一。我国农田土壤Cd污染不仅面积大,而且污染程度较重,已成为我国农产品安全生产的重大问题。近年来,我国学者发现报道了美洲商陆(Phytolacca ameircana L., pokeweed)、东南景天(Sedum alfredii Hance)等Cd耐性植物或超积累植物,为Cd污染土壤植物修复提供了良好的植物材料。然而,这些植物对Cd的吸收、累积、解毒和耐性机理还有待深入研究。本论文以美洲商陆为材料,通过温室水培实验,利用抑制剂检测了植物对Cd的吸收方式,用生化分析和透射电镜研究了Cd对植物生理生化和超微结构的影响,用超速离心及透射电镜+能谱技术考察了植物Cd的亚细胞分布规律,用化学试剂连续提取探讨了植物中Cd的化学形态及转化规律,用蛋白质SDS-PAGE和双向电泳2-DE分离了植物体内Cd胁迫表达差异蛋白。旨在阐明美洲商陆对Cd的吸收和耐性机理,为土壤重金属污染植物修复提供一定的理论和科学依据。通过研究取得了以下主要结果：美洲商陆具有很高的Cd积累能力,其根系中的Cd含量高于地上部。水培条件下,100μM Cd处理美洲商陆地上部和根系Cd含量分别可达966.9 mg/kg和8179.1 mg/kg,且受害症状较轻；即使在低浓度Cd处理下,美洲商陆仍具有很高的Cd吸收积累能力。解偶联剂DNP和钙离子通道抑制剂LaCl3对美洲商陆Cd吸收均有一定的抑制作用,说明美洲商陆对Cd的吸收可能存在主动吸收,同时与钙离子通道密切相关。不同浓度Cd处理对美洲商陆体内Cu、Fe、Mn、Zn和P、S等元素的积累影响程度不同。美洲商陆对Cd的吸收可能与Zn离子通道无关,同时植物体对Cd与Mn存在竞争性吸收作用,而P和S可能与美洲商陆对Cd的解毒和耐性过程相关。生理生化实验结果表明,当Cd处理浓度低于100μM时,美洲商陆叶绿素a、叶绿素b及膜脂过氧化产物丙二醛MDA含量无显着变化,说明一定浓度Cd处理对美洲商陆叶片光合作用和细胞膜没有明显影响。但是随着处理浓度继续增加,植物体内叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量都呈现下降趋势,说明美洲商陆叶绿素的合成、光合作用进程和生长情况均可能受到了Cd不同程度的抑制；而MDA含量明显增加,则表明高浓度Cd处理使细胞膜受损加重。此外,美洲商陆叶片不同抗氧化酶活性的变化趋势不尽相同,抗氧化酶对植物Cd毒可能存在一定的缓解作用,但这种作用有一定限度。透射电镜结果也显示Cd胁迫下美洲商陆膜系统、叶绿体和线粒体等细胞结构受到不同程度的破坏,这种因结构破坏而呈现的植物衰老现象很可能是由于植物体内活性氧代谢失调、膜脂过氧化加剧而处于氧化状态所致。利用超速离心技术对美洲商陆亚细胞组分进行了分离,结果显示各亚细胞组分Cd的含量与处理浓度之间具有很好的相关性,且美洲商陆根和叶细胞中大部分Cd都存在于细胞可溶性组分(53.7%-68.3%)或者细胞壁(23.4%-29.1%)中,说明细胞可溶性组分(液泡)和细胞壁是美洲商陆体内Cd的主要分布位点。而不同化学提取剂对美洲商陆根、茎和叶的提取结果表明,美洲商陆不同组织中Cd的存在形态有所不同。在根中,大部分Cd以水溶态无机盐存在,而在地上部Cd主要与果胶酸或者蛋白质结合。各提取态Cd的含量与处理浓度之间具有很好的相关性。Cd形态分析同样证实液泡和细胞壁可能在美洲商陆对Cd的耐性和解毒中发挥了重要作用,从而使植物细胞免受或少受Cd的毒害。利用SDS-PAGE和2-DE技术研究了Cd胁迫对美洲商陆蛋白质表达的影响,SDS-PAGE结果显示美洲商陆根系和叶片蛋白的分子量均集中在10～100 kDa,且在～25 kDa和～50 kDa处出现蛋白主带。与对照相比,根系蛋白在Cd处理前后变化不明显,而美洲商陆叶片蛋白谱带强度在60～150 kDa范围内有所降低,在25～50 kDa则有所增加。2-DE结果表明Cd处理后美洲商陆根系有26个蛋白点在表达量上有显着变化,其中8个蛋白点下调表达,18个蛋白点上调表达；而植物叶蛋白2-DE图谱显示共有46个蛋白点的丰度发生变化,其中下调表达大于2倍的蛋白点有21个,上调表达大于2倍的蛋白点为25个。这些蛋白可能是植物对Cd胁迫的响应,参与Cd的螯合,对美洲商陆Cd吸收和耐性起着积极的作用。(本文来源于《浙江大学》期刊2011-01-01）
邓小鹏[6]（2010）在《超量积累植物龙葵（Solanum nigrum L.）对镉的吸收、积累及耐性机理研究》一文中研究指出重金属污染作为一个严重的环境问题越来越受到人们的关注。利用重金属超量积累植物对污染土壤或水体进行修复的技术,被称为植物修复。植物修复技术以其投资少、效率高、易操作且不破坏环境等优点,已成为近年来学术界研究的热点之一。本研究的主要目的是在实验室前期研究基础上,对湖南湘西州发现的潜在超量积累植物龙葵(Solarium nigrum L.)进行验证,并通过室内溶液培养,研究其对Cd的耐性或超量积累机理,为重金属污染土壤的植物修复提供理想的植物材料和可靠的证据支持。通过对湖南湘西州、长沙、湘潭、株洲、永州以及南京样区的龙葵等四种茄科植物及根际土壤样品的采集,分析了植物与土壤中五种重金属元素的含量及关系；并以龙葵为实验材料,采用室内水培的方式,研究了重金属Cd处理下龙葵对元素的吸收与累积、Cd诱导的氧化胁迫、龙葵抗氧化保护系统和酚类物质代谢响应Cd胁迫以及龙葵对Cd的耐性机制等。主要研究结果如下：2006年对湖南湘西大田湾、振兴、团结叁个矿区或冶炼厂周围番茄、刺天茄、辣椒、龙葵等四种茄科植物及根际土壤进行采集和分析。结果表明,叁个采样区土壤均被多种重金属复合污染,且因矿区或冶炼厂类型不同存在差别。龙葵表现出对Cd、Pb、Mn较强的积累能力,叶片最大积累量分别达到145.9、391.2和5239 mg kg-1;番茄对Cd、Pb有一定耐性,能够阻止或排斥对它们的吸收；刺天茄对Cd有较强的转移能力,叶片最高Cd含量达46.62 mg kg-1,叶片/根系Cd含量比高达6.18,同时能够在根部富集大量的Pb,最高达207.1 mg kg-1;辣椒地上部能积累一定量的Cd,最高达42.71 mg kg-1,对其它元素则未表现出潜在的超量积累特征。龙葵和刺天茄可用于重金属污染土壤的植物修复研究。鉴于龙葵对Cd的潜在超量积累能力,2007年我们对湖南长沙、株洲、湘潭、永州和南京汤山五样区龙葵及根际土壤进行了采集分析。结果表明五样区土壤Cd含量均远超过国家Ⅲ类土壤临界值(Cd≤1.0mg kg-1),长沙、株洲样区土壤重金属复合污染严重,南京样区土壤Cu含量严重超标(最高达1008 mg kg-1),湘潭、永州样区土壤Mn污染严重,最高分别达17032和22786 mg kg-1。五个样区所采龙葵样品根茎叶中Cd含量最高分别达176.9、197.4和187.2 mg kg-1,再次证明其对Cd高的积累和转移能力。对两年野外采集的龙葵及其根际土壤样品综合分析发现,龙葵叶片中Cd、Cu、Pb、Mn、Zn含量均与土壤中这五种重金属含量成极显着相关性,且叶片Cd含量与Pb、Zn含量之间也成极显着相关性。溶液培养条件下,Cd处理15天龙葵根系伸长受到抑制,含水量下降,生物量显着降低。龙葵各部位Cd的积累量均随处理浓度的升高而增加,500μM Cd处理15天根茎叶中Cd含量分别达8729、1059和472.8 mg kg-1。细胞组分分离结果表明,Cd在根系和叶片细胞器组分中所占比例最高(50%以上),说明细胞器区域化隔离可能是龙葵Cd解毒的重要手段。Cd处理还影响了龙葵对其它矿质元素的吸收、积累和转运。Cd处理抑制了龙葵对Mn、Mg的吸收,对Cu、Fe、Ca吸收的影响则表现为中低浓度促进、高浓度有所抑制；低浓度Cd对龙葵Zn含量影响不大,高浓度Cd显着降低龙葵根系、增加茎叶中Zn的积累。溶液培养结果表明,Cd处理降低了龙葵根系活力和叶片叶绿体色素含量,导致膜质过氧化水平升高、ROS和脯氨酸大量积累。石蜡切片结果发现,Cd处理能够抑制龙葵木质部和韧皮部的发育与分化,破坏细胞正常的排列和组织结构。不同浓度Cd处理15天,龙葵根系抗坏血酸总量升高了43%左右,AsA/DHA比值则由对照的5.78降低到200μM的1.63,说明抗坏血酸可能响应了龙葵抗氧化胁迫过程。Cd处理3天,龙葵根系TBARS、H2O2和02·-水平升高,主要抗氧化酶如CAT、SOD、GSH-Px等活性增加。NADPH氧化酶抑制剂(DPI)和过氧化物酶抑制剂(NaN3)实验表明,NADPH氧化酶和POD可能是Cd胁迫下龙葵ROS产生的重要途径；添加抗氧化酶抑制剂实验表明,GSH-Px、CAT、SOD等在ROS清除过程中发挥着重要作用。Cd处理下龙葵总巯基(蛋白巯基和非蛋白巯基)含量显着升高,GSH、Cys被大量消耗。PCs含量由对照的38.19(nmol SH g-1 FW)上升到200 gM Cd处理下的197.5(nmol SH g-1 FW)。PCs等非蛋白质巯基(NPT)物质含量的显着增加可能是龙葵Cd解毒的重要方式。N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC,GSH合成的重要前体)处理可以缓解Cd对龙葵的生长抑制和Cd引起的氧化胁迫。在Cd胁迫下,NAC处理降低了TBARS及ROS在龙葵根系的积累,进一步上调了Cd诱导的CAT、GSH-Px、SOD等酶活性的增加。NAC被吸收后脱去乙酰基进而合成GSH,提高了龙葵根系NPT水平(比200μM单Cd处理增加了35%左右),PCs含量也显着增加,达到260.4 nmol SH g-1 FW。凝胶层析结果表明,根系Cd主要与非蛋白小分子(NPT等)结合,NAC添加提高了洗脱液检测中蛋白峰尤其是非蛋白小分子峰的紫外吸收。通过提高PCs等对Cd的螯合能力以及抗氧化酶的防护作用,是NAC缓解龙葵Cd毒害的重要途径。研究发现,不同浓度Cd处理3天使龙葵根系和叶片中总可溶性酚、类黄酮、木质素、莽草酸等含量显着上升,莽草酸代谢和苯丙烷代谢途径中重要酶如G6PDH、 C4H、CAD、Laccase及β-GS等活性升高。液相色谱结果表明,龙葵根系没食子酸、水杨酸、香草酸、咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸等酚酸含量在Cd处理下均有较大增加,最高值分别为对照的1.4倍、1.6倍、1.7倍、2.1倍、1.7倍和1.9倍。具有抗氧化或金属螯合作用的酚类物质含量的升高,显示酚类物质可能参与了龙葵对Cd氧化胁迫的响应,在ROS清除或Cd螯合解毒过程中发挥重要作用。(本文来源于《南京农业大学》期刊2010-06-01）
李锋[7]（2009）在《转录组学、蛋白质组学研究海州香薷Cu吸收与耐性分子机理及其cDNA文库的构建》一文中研究指出海州香薷(Elsholtzia splendens)为唇形科香薷属一年生草本植物,对铜有较高的耐性和累积能力,被鉴定为铜耐性/富集植物。近年来,利用海州香薷进行Cu污染土壤的修复研究及海州香薷对铜吸收累积与耐性解毒的分子机理研究受到广大生物和环境科学学者的关注。本论文以海州香薷为材料,采用水培试验,运用cDNA-AFLP、实时荧光定量PCR、SDS-PAGE、2D-PAGE、MALDI-TOF MS和LTQ-ESI-MS/MS等技术,研究高铜和缺铜胁迫对海州香薷转录组和蛋白质组的影响,首次从转录组学和蛋白质组学的水平阐释了海州香薷对铜吸收累积与耐性解毒的分子机理。此外,还应用SMART技术构建了海州香薷高铜和缺铜胁迫的全长cDNA文库,为开展海州香薷功能基因组学研究提供了宝贵资源。主要研究结果如下:1、海州香薷高Cu、缺Cu胁迫的转录组学研究在转录组学研究中,采用cDNA-AFLP技术筛选海州香薷根尖(约3～5cm)基因在缺铜(0μmol/L CuSO_4)和高铜(100βmol/L CuSO_4)处理期间,四个时间点(0h、3h、6h和24h)基因的差异表达,获得了66个差异表达的TDF片断,Blast分析发现62个单基因,其中有43编码已知功能蛋白,6个编码未知功能蛋白,其余13个TDFs未能找到显着同源的序列信息。随机选择5个TDFs进行实时荧光定量PCR检测,结果与cDNA-AFLP表达谱带所示表达趋势一致。在62个单基因中,12个基因受高Cu胁迫的特异诱导,1个基因受缺Cu胁迫的特异诱导,其余的49个基因的表达在缺Cu和高Cu处理时都受到影响。在43个已知基因中,2个参与胞内氧化还原调控,6个与细胞内的信号转导有关,2个转录因子,1个翻译起始因子,9个核糖体基因,3个蛋白代谢相关基因,1个能量代谢相关,9个逆境胁迫防御基因,3个金属耐性与解毒相关基因,4个细胞壁代谢相关基因,2个次生代谢相关基因,以及1个叶主要表达蛋白基因。对这些基因在海州香薷铜吸收与耐受过程中的机制作了探讨。2、海州香薷蛋白质组学技术研究本研究对TCA/丙酮法、匀浆法和酚提取法叁种蛋白提取方法进行比较发现酚提取法提取的海州香薷根、叶蛋白适于双向电泳研究。不同pH范围胶条的2-DE图谱比较研究表明胶条pH值范围为5-8时,海州香薷根、叶蛋白的2-DE分离效果最好。3、海州香薷高Cu胁迫的蛋白质组学研究本研究发现100μM Cu胁迫处理6天,海州香薷根系Cu含量增加了92倍,达5170.5mg/kg·干重,而叶部Cu含量仅增加了3倍。对海州香薷香薷根、叶蛋白的SDS-PAGE分析发现,Cu处理后,海州香薷根系蛋白谱带发生变化,而叶部蛋白的谱带变化不大。进一步对根叶的蛋白质组研究发现,Cu胁迫处理后,根系有45个蛋白点的表达发生变化,其中16个上调,29个下调;而叶部仅有6个蛋白点的表达发生变化,上调3个下调3个。对根系蛋白进行GO分析表明,这些蛋白具有多种分子功能,参与多个生物学过程,说明海州香薷的Cu耐性与解毒过程具有复杂的分子机制。海州香薷根系蛋白可以分为8类:氧化还原动态平衡相关蛋白、与转录翻译调控相关蛋白、信号转导和调控相关蛋白、与能量代谢相关的蛋白、细胞壁结构相关蛋白、细胞骨架相关蛋白、转运相关蛋白和胁迫相关蛋白。根据这些差异表达的蛋白我们阐释了海州香薷Cu耐性与解毒机制分子机理。4、海州香薷缺Cu胁迫的蛋白质组学研究本研究发现,缺Cu胁迫处理6天,海州香薷根系Cu含量下降了15.55%,而叶部Cu含量下降了25.98%。SDS-PAGE分析发现海州香薷根、叶的部分蛋白条带的亮度稍有上调。进一步对根叶的蛋白质组研究发现,根系有79个蛋白点的表达发生变化,其中49个上调,30个下调;叶部有14个蛋白点的表达发生变化,上调9个下调5个。对根系蛋白进行GO分析表明,这些蛋白具有多种分子功能,参与多个生物学过程,说明海州香薷对Cu的吸收过程同样具有复杂的分子机制。根系差异表达蛋白主要参与淀粉代谢、信号转导、氧化还原动态平衡调控、转录与翻译调控、能量代谢调控、蛋白质的修饰、降解与转运、疾病抗性、细胞壁代谢与细胞骨架调控等过程;叶部差异表达蛋白主要参与液泡离子转运、能量代谢和碳同化,另外Rubisco蛋白降解比较明显。这些蛋白质组学数据展示了海州香薷通过改变体内生化反应和代谢途径来适应缺Cu胁迫的分子机理。对海州香薷高铜和缺铜胁迫时根、叶的蛋白质组学研究结果表明根系在Cu的吸收耐性与解毒机制中具有重要的意义,可能起到Cu库的作用。海州香薷适应缺铜和高铜胁迫时,能够诱导一些类似功能的蛋白,诸如氧化还原调控、信号转导、转录与翻译调控、能量代谢调控、细胞壁代谢与细胞骨架调控、离子转运等相关的蛋白,但这些蛋白在两种胁迫时处理Cu离子的机理不尽相同。5、海州香薷高Cu、缺Cu胁迫根cDNA文库的构建本研究分别以缺铜和高铜处理3h、6h和24h的海州香薷根尖为建库材料,采用SMART技术首次构建了海州香薷缺铜和高铜胁迫的cDNA文库。缺铜胁迫cDNA原始文库滴度为1.22E+08 pfu/mL,文库所含独立克隆数为6.41E+07个,扩增文库滴度为3.96E+12 pfu/mL,重组率为98%,插入片段82%大于500bp。高铜胁迫cDNA原始文库滴度为3.44E+07pfu/mL,文库所含独立克隆数为1.81E+07个,扩增文库滴度为4.86E+12 pfu/mL,重组率为99%,插入片段79%大于500bp。(本文来源于《浙江大学》期刊2009-07-01）
仇硕,张敏,孙延东,黄苏珍[8]（2006）在《植物重金属镉(Cd~(2+))吸收、运输、积累及耐性机理研究进展》一文中研究指出本文从植物对Cd2+吸收、运输及积累机制,以及Cd2+对植物的伤害、植物对Cd2+的耐性机制等叁个层面对相关研究进展进行了综述,并对该研究领域的重点问题进行了展望。(本文来源于《西北植物学报》期刊2006年12期）
姜理英[9]（2003）在《典型香薷属植物对铜的耐性和吸收特性及污染土壤植物修复机理研究》一文中研究指出重金属污染环境植物修复研究是近几年国内外环境治理的热点和前沿领域，它利用某些耐性或超积累植物能从土壤中超量吸收转移一种或几种重金属的特性，从而达到减少土壤中重金属含量之目的。铜污染土壤的植物修复机理远未清楚，因此，研究不同植物对铜耐性和吸收特性及其在污染土壤修复中应用技术基础，对丰富植物修复理论，保障我国环境生态健康都具有重要意义。本论文结合野外调查、水培和土培等一系列培养方法，研究了两种香薷植物—海州香薷(E.splendens)和紫花香薷(E.argyi)对介质中铜的耐性及其对铜的吸收、运输和分布特性，并在对浙江省富阳市环山乡某一重金属典型污染地区调查的基础上，开展了田间试验研究这两种香薷对重金属污染土壤的植物修复潜力及其调控因素。主要研究结果归纳如下： 1． 对浙江省富阳市污染比较严重的一个小高炉周围农田的土壤进行了调查分析，发现该区土壤的重金属污染主要是As、Cd、Cu、Pb和Zn这5种元素，尤其是Cu、Pb、Zn的含量分别可达1775.6、1140.1和621.3 mg kg~(-1)。在土壤重金属水平分布方向上，土壤受其污染的程度随污染源距离的增加而降低，到300m处已基本没有影响，在土壤重金属垂直分布方向上，其对土壤表层污染较为严重，并发现土壤微生物碳量与土壤重金属的含量有显着的负相关。在大田中采取的一些农艺措施降低重金属对作物的生长的影响，表明施石灰等农艺措施虽然降低了土壤中有效重金属含量并提高了产量，但未能使水稻谷粒内的重金属含量达到国家卫生标准。这些结果表明，农业土壤受重金属污染对人类健康具有潜在威胁，需要进行绿色修复，恢复或重建健康生态系统。 2． 对浙江省诸暨铜矿山和叁门Pb／Zn矿进行系统的调查，发现诸暨铜矿的矿床主要分布在海拔630m左右，海州香薷是铜矿床及尾矿渣上生长的优势植物，其不仅能在全铜和醋酸铵提取态铜含量分别高达6050和665mg kg~(-1)的土壤上正常生长，而且能在废矿渣堆(水分和养分较贫乏)条件下大量生长，对土壤中的高铜和养分条件都具有较好的耐性。此外发现，紫花香薷是叁门Pb／Zn的主要优势植物，其能在NH_4OAc-Zn和NH_4OAc-Pb含量都高于100mg kg~(-1)的土壤上正常生长，而且其生物量都高于海州香薷。因此，可以得出海州香薷和矿山生态型紫花香薷对重金属都具有较高耐性。 3． 在叁门铅锌矿山上植物调查中找到了生物量大于海州香薷的紫花香薷，同时在杭州也发现非矿山生态型的紫花香薷。通过研究这两种生态型对Cu水平的生长反应以及铜吸收、运输和分布的差异。结果表明，矿山生态型比非矿山生态型具有更强的耐高Cu的能力。非矿山生态型根系和叶片的生物量在Cu处理水平为10μmol L-1时显着减少，而矿山生态型在50μmol L-1 Cu处理时才明显减少。矿山生态型根系Cu含量高于非矿山生态型，但地上部分，尤其是茎部Cu含量却低于非矿山生态型。此外，Cu从根系向地上部分的运输速率以及茎／根Cu含量与叶／根Cu含量比值也是非矿山生态型大于矿山生态型。这表明矿山生态型紫花香蕉是一种耐Cll植物，主要与其限制Cu从根部向地上部运输有关。4．通过水培试验研究海州香蕉和紫花香蕾对＊u的吸收、分配和积累的差异，发现高CU（主78 pm＊“‘）对两种香蕉的株高、根系伸长和地上部分及根系的干物质产量都有抑制作用，但海州香蕾受抑的程度较紫花香蕾小。在铜供应水平为625和1250 pm＊厂’条件下，海州香蕉和紫花香蓄地上部分＊u含量分别超过1000＊g吨’‘，并且海州香蓄地上部分／根系＊u含量的比值大于紫花香蕾，而且＊u在植物地上部分的分配比率以及Cu从根系向地上部分的运输速率都高于紫花香素。在Cu处理12天时海州香蕾和紫花香蕉地上部分的最大＊u积累量可分别高达101和142pg株1。因此从本研究可以看出海州香蕾和紫花香需在＊u污染土壤植物修复中都具有良好的应用潜力。5．植物对铜的耐性和吸收可能受锌等其它阳离子的供应的调节。通过水培试验研究Cu和 Zn处理对两种香蕉生长及 Cu、Zn吸收和积累的影响。研究结果表明，50 polL‘的＊u有利于海州香需根系的生长，但却明显抑制紫花香蓄地上部分的干物质产量，Zn处理浓度直到 200 pmolL’也未见两种香蕉的干物质产量的下降。而且两种香蕉地上部分 Cu含量和积累量无论是高Cu还是低 Cu时都随 Zn的增加而减少。而海州香蓄地上部分的＊n含量却随着＊u处理水平的增加而有不同程度的提高，表现为Cu促进Zn的在体内的运输。同样紫花香需在Zn供应水平为 0．5和 50pmol’时，＊u的增加也促进了＊n的运输。而且海州香需在高＊u＊00 p＊厂’对高＊nQ00 pmOIL’）时对 Cu和 Zn的积累量明显高于紫花香需。6．对海州香慧和紫花香蕾在重金属污染土壤的植物修复效应研究，表明这两种香曹植物都能在铜等严重污染的农业土壤（全Cu量为320刁440mgkg－1）中正常生长，虽然在土壤全 Cu为 1200 mg kg”时地上部干物质产量略有下降，但也高达 9 ton ha”’以上。对＊u的吸收和积累特性的研究，表明海州香蕾和紫花香蕾对土壤中铜的吸收和地上部浓度生育前期明显高于生育后期，在收获期?(本文来源于《浙江大学》期刊2003-05-01）
吸收与耐性机理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
铝是地壳中含量最丰富的金属元素,通常以难溶性硅酸盐或氧化铝的形式存在,对植物没有毒害,但在南方酸性土壤条件下,可溶性的铝(主要是Al3+)对大多数植物都会产生毒害,抑制植物的营养生长,减少植物的经济产量,降低农林产品的食用品质,因此对植物耐铝机理研究具有重要的科学价值和生产应用价值。铝对油茶而言是一种比较特殊的元素,通常情况下不仅未对其产生毒害作用,而且富集在油茶体内。为深入探究油茶对土壤铝的吸收、积累和耐铝机理,本研究以油茶主栽品种'华金'为试验材料,综合利用酶动力学、分子生物学、植物生理生化等科学原理和相关技术,开展了油茶对Al3+的吸收积累规律、铝诱导油茶相关基因的表达、根系和叶片对铝的生理响应机制等方面的研究,主要研究结果如下:(1)油茶对铝的吸收积累特性研究。采用水培法处理油茶幼苗,运用酶动力学原理研究油茶对铝的吸收方式。结果表明:在铝浓度≤2 mmol·L-1处理下,油茶对Al3+的吸收为主动吸收,其吸收量随时间延长而持续增加,吸收速率随时间的推移而下降;而铝浓度>2mmol·L-1时,油茶对Al3+吸收为被动扩散。不同浓度铝处理下,油茶具有很高的铝积累能力,其地上部分铝含量是地下部分的1.15～2.03倍,说明油茶体内的铝主要聚集在地上部分。进一步研究铝在油茶叶片中的分布情况,结果表明大部分铝(70%～80%)都富集在细胞壁中,有效阻止Al3+进入细胞质内,降低铝对细胞结构的破坏。不同浓度铝处理对油茶其他营养元素的吸收影响程度不同,铝处理有利于油茶对Cu和P元素的吸收,但抑制了油茶对Ca和Mg元素的吸收,对K、Fe、Mn和Zn元素的吸收与介质中Al3+浓度的高低相关,铝浓度≤2mmol·L-1时,促进其吸收,反之则抑制吸收。(2)油茶耐铝分子生理研究。通过铝胁迫诱导,采用RACE技术,从油茶幼苗根系中发现了 2个油茶耐铝基因。其中一个克隆获得了全长cDNA序列,全长1725bp,编码574个氨基酸,命名为CoALMT4;另一个获得了 cDNA片段,命名为CoMATE5。通过blast比对,显示CoMATE5序列与其他物种该基因相似度达到91%以上;CoALMT4与其他植物的ALMT4基因所编码的氨基酸相似度在70%以上。通过对CoALMT4基因进一步分析表明,CoALMT4是一个稳定的疏水性蛋白,并具有4个确定跨膜域,4个疑似跨膜域,蛋白由α螺旋(约占56.45%)、延伸链和β转角构成,属于全α型蛋白,具有耐铝基因的主要特征。实时定量qRT-PCR结果表明,CoMA7E5和CoALMT4在根系中的表达显着受到介质中铝浓度的诱导,随着铝浓度的增加而显着提高。由此可见,油茶在铝处理下,通过诱导耐铝基因的表达,促进根系苹果酸和柠檬酸的分泌以螯合根际周围活性铝,从而提高油茶对铝的耐受性。(3)油茶耐铝根系生理研究。采用砂培法铝胁迫培养油茶幼苗,通过对根系形态的观测和根系生理指标的测定,结果表明,在铝浓度为0.5mmol·L-1～2.0mmol·L-1时,油茶幼苗并没有出现铝毒害症状,其株高、地径、干重、根系体积等均随铝浓度的升高而增加;根系活力、木质部转运速率和游离脯氨酸含量较对照处理分别提高了122%、50%、90%,说明适当浓度铝促进了油茶根系生长,增强了根系的运输能力。当铝浓度达到4mmol·L-1时,油茶幼苗的生长受到了抑制,根系质膜透性显着增强,是对照处理的1.77倍;利用透射电镜观察油茶根尖细胞,其细胞壁周边开始形成囊泡,细胞壁发生断裂,质膜遭到破坏,出现质壁分离的现象,内含物减少,这也进一步证明此时油茶根系受到损害。(4)油茶耐铝光合生理研究。测定和分析不同浓度铝处理下油茶叶片光合生理。结果表明:适当浓度的铝(<2mmol·L-1)供给能够提高油茶叶片的光合色素含量;显着增强油茶叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr);PEPC酶活性的变化趋势与Rubisco酶活性变化相反,可有效弥补Rubisco酶活性降低带来的副作用;随着铝浓度的增加叶绿荧光参数Fv/Fm、ΦPSII值和NPQ值升高,由此可见油茶对适当浓度铝处理有较强的光合适应能力。但是铝浓度达到4 mmol·L-1时,油茶叶片的光合作用受到显着抑制,其叶片细胞结构发生变化,基粒片层膨胀,淀粉粒显着减少,嗜饿颗粒增加。(5)油茶耐铝抗氧化生理研究。对油茶叶片渗透调节物质和保护酶系统的测定结果表明,在铝浓度<2mmol·L-1处理下油茶叶片可溶性蛋白含量显着提高,是对照处理的1.7倍;可溶性糖含量与对照处理相比提高了 28%;SOD、POD和CAT活性随着铝浓度的升高而显着增强,比对照处理分别提高了 29%、63%和28%,说明抗氧化酶对植物铝毒存在一定的缓解和耐受作用。但这种作用有一定限度,铝浓度达到4.0 mmol·L-1时,3种保护酶活性均呈下降趋势,MDA含量显着增加,说明该浓度铝处理诱导产生的ROS过量积累,超出其对自由基的清除能力,导致叶肉细胞膜受损。综上所述,油茶在铝浓度≤2 mmol·L-1处理下,通过诱导耐铝基因的表达,促使根系分泌较多的苹果酸和柠檬酸,以螯合根际周围的活性铝,降低铝毒害;启动油茶根系生理响应机制,增强其根系活力和根系游离脯氨酸的积累,有效清除代谢产生的活性氧物质,维持根系的正常生长发育;同时油茶通过将铝富集在叶片的细胞壁中,阻止了 Al3+进入原生质体细胞内,降低了铝对细胞结构的破坏,油茶叶片渗透调节物质的增加和较强抗氧化酶系统的形成,也有助于维持细胞的膨压,保护细胞不受到铝毒害,缓解细胞膜脂过氧化作用,从而有效提高油茶对铝的耐受性,保证油茶的正常生长。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
吸收与耐性机理论文参考文献
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