非选择性阳离子通道对水稻镉吸收转运特性的影响

摘要

水稻各器官对镉(Cd)的吸收需要经过诸多步骤和途径才能将其转移和积累到籽粒，非选择性阳离子通道(NSCCs)是水稻吸收转运Cd的主要途径之一。本文以Cd高积累和低积累水稻品种的幼苗和籽粒为材料，对NSCCs及质子泵基因在其Cd吸收转运过程中的作用进行了研究，得出以下结论:
　　1、低积累和高积累水稻品种根系和地上部分对Cd的吸收均存在低亲和转运系统和高亲和转运系统两种机制，高积累品种幼苗的Cd吸收转运效率明显高于低积累品种。基因型的差异会影响Cd在根系和地上部分的积累量。
　　2、NSCCs在水稻Cd吸收转运过程中发挥了重要作用，对地上部Cd积累量的贡献率大于根系。在Cd浓度为0.1mg·L-1的处理下，NSCCs对低积累水稻幼苗地上部Cd积累量的贡献率高达93.5％，显著高于对高积累品种的贡献率。环境中的Cd浓度越高，NSCCs的贡献率越低。NSCCs可能是水稻高亲和转运系统的重要组成部分，能将低浓度的Cd有效转运到地上部。2.69×10-4mg·L-1浓度的LaCl3能够抑制NSCCs对Cd的吸收转运。
　　3、在0.3～1.0mg·L-1Cd浓度范围内，水稻离体籽粒的Cd吸收量存在着基因型间的差异，高积累品种籽粒的Cd吸收量高于低积累品种。NSCCs抑制剂LaCl3对籽粒基部Cd的吸收转运也有显著影响，且品种间灵敏度不同。离体籽粒在0.3mg·L-1Cd溶液中的Cd积累量与田间土壤Cd浓度为1.68mg·kg-1时十个水稻品种籽粒的Cd积累量高度正相关。
　　4、质子泵基因不是决定Cd吸收转运的唯一因素，实验中所涉及的相关基因与水稻籽粒中的Cd积累没有密切的相关性。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 重金属Cd污染概述

1．1．1 Cd污染的来源

1．1．2 限制Cd污染的现实意义

1．2 Cd对水稻的毒害作用

1．2．1 Cd对水稻生长的影响

1．2．2 Cd对水稻的细胞结构影响

1．2．3 Cd抑制水稻的光合作用

1．2．4 Cd对水稻内所含酶的影响

1．3 水稻对Cd吸收和转运

1．3．1 水稻对Cd吸收、转运、积累机制研究进展

1．3．2 Cd在水稻内的积累

1．3．3 水稻对Cd吸收的品种间差异

1．4 水稻中NSCCs对Cd吸收转化的作用

1．4．1 NSCCs的概念

1．4．2 NSCCs的生理功能

1．4．3 NSCCs的抑制剂的研究

1．4．4 NSCCs对离子吸收转化影响

1．5 本研究目的与意义

第二章 水稻幼苗的Cd吸收转运特性及其基因型之间的差异

2．1 材料与方法

2．1．1 材料

2．1．2 材料培养

2．1．3 Cd含量测定方法

2．1．4 数据统计及分析

2．2 结果与分析

2．2．1 不同基因型水稻幼苗Cd吸收量的差异

2．2．2 水稻幼苗Cd从根系到地上的转运率

2．3 讨论

2．3．1 水稻对Cd吸收的双等温线特征

2．3．2 水稻幼苗Cd从根系到地上的转运率

2．4 结论

第三章 NSCCs对水稻Cd吸收转运特性的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 水稻幼苗试验

3．1．2 水稻籽粒试验

3．2 结果与分析

3．2．1 NSCCs抑制剂对水稻幼苗Cd吸收转运特性的影响

3．2．2 NSCCs活性抑制剂对不同水稻品种幼苗Cd积累量的影响

3．2．3 NSCCs对水稻幼苗Cd吸收转运量的贡献率

3．2．4 NSCCs对水稻籽粒Cd吸收量的影响

3．3 讨论

3．3．1 NSCCs抑制剂对水稻幼苗Cd吸收转运特性的影响

3．3．2 NSCCs对水稻幼苗Cd吸收累积特性的影响

3．3．3 NSCCs对水稻籽粒Cd吸收量的影响

3．4 结论

第四章 籽粒Cd吸收及其与籽粒Cd含量的相关性研究

4．1 材料与方法

4．1．1 材料

4．1．2 试验处理

4．1．3 数据统计及分析

4．2 结果与分析

4．2．1 Cd浓度对籽粒Cd吸收特性的影响

4．2．2 籽粒Cd吸收量及其与籽粒Cd含量的相关性

4．3 讨论

4．3．1 Cd浓度对籽粒Cd吸收特性的影响

4．3．2 籽粒Cd吸收量及其与籽粒Cd含量的相关性

4．4 小结

第五章 质子泵基因表达水平与Cd积累特性的关系

5．1 材料与方法

5．1．1 材料

5．1．2 试验处理

5．2 结果与分析

5．3 讨论

5．4 小结

结论

展望

参考文献

致谢

附录：硕士期间发表论文