长江流域稻米重金属污染及水杨酸调控镉积累的分子生理机制
水稻（Oryza sativa L.）是重要的粮食作物之一，农田重金属污染日趋严重，已严重影响稻米的安全生产和人类健康。如何降低稻米重金属含量以实现稻米食用安全成为一项迫切需要加以研究的课题。水杨酸（Salicylic acid,SA）是近年来备受关注的信号分子，在植物抗逆过程中发挥重要作用。本论文调查了中国长江流域部分污染典型地区稻米重金属污染特征，并以Cd为研究对象，分析外源SA处理对水稻（秀水110）体内Cd积累的影响及其具体的分子生理调控机制。主要研究结果如下： 1、长江流域部分地区稻米重金属污染特征分析 长江流域部分地区（湖北、湖南和江西）稻米中Cd、Hg、Pb和Cr超标的比例分别为37％，16%，60%和70%；土壤中Cd、Hg、Pb和Cr含量范围分别为0.10-4.64mg·kg?1，0.01-1.46mg·kg?1，7.64-127.56mg·kg?1，13.52-231.02mg·kg?1；土壤中Cd和Pb元素间的相互作用能影响稻米中Cd和Pb的积累，且土壤和稻米中部分重金属的含量与土壤pH值和土壤有机质（SOM）含量密切相关。 2、SA对水稻Cd积累模式和生理生化的影响 2.5μmol·L-1Cd胁迫下，不同浓度SA（0.05、0.10和0.20mmol·L-1）处理对水稻成熟期农艺性状无显著影响。0.1mmol·L-1和0.2mmol·L-1浓度的SA处理可显著降低稻米中Cd的积累，降低灌浆期和成熟期稻穗中Cd含量，增加成熟期叶片及叶片细胞壁的Cd含量，使叶片中Cd转移能力降低，但其对根、茎中Cd含量影响不显著。0.1mmol·L-1SA处理可减少水稻叶片中H2O2和MDA的积累，增加叶绿素含量，表明SA可缓解Cd对水稻的毒害作用。 3、SA对与Cd转运和积累相关基因的影响 2.5μmol·L-1Cd胁迫下，0.1mmol·L-1SA处理能调控抽穗后期水稻叶片和稻穗中与Cd转运和积累相关基因的时空表达：在叶片中，miR166、OsLCT1和OsLCD基因的表达增强，miR166靶基因（HD-Zip）的表达降低；在稻穗中，miR166、OsLCT1和OsPCR1基因的表达受到抑制，miR166靶基因（HD-Zip）的表达增强，进而影响稻米中Cd的积累。而SA对叶片和稻穗中OsNRAMP1、OsNRAMP5、OsHMA2、OsHMA3和OsHMA9基因的表达未产生显著影响。
水稻;水杨酸;调控机制;镉元素污染;分子生理机制
中国计量大学
硕士
生物化学与分子生物学
朱诚
2016
中文
S435.11
115
2017-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）