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【6h】

砷超富集植物蜈蚣草(Pteris vittata L.)中砷解毒机制的研究

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第一章 生物对砷解毒机制的研究进展

1砷及砷污染

2砷污染的治理

3生物对砷的解毒机制研究进展

3.1微生物对砷的解毒机制

3.2动物对砷的解毒机制

3.3植物对砷的解毒机制

4.植物高亲和性磷酸盐转运蛋白(PHT)研究进展

4.1 Pht1家族

4.2 Pht2家族

4.3 Pht3家族

5.蜈蚣草砷超富集机制研究进展

5.1蜈蚣草的生物学特点

5.2蜈蚣草在我国的地理分布及生境特征

5.3蜈蚣草砷超富集特征

6立题意义及实验设计

第二章 一个适于研究蜈蚣草砷吸收、砷解毒机制系统的建立

1.引言

2.材料和方法

2.1植物材料的培养

2.2方法

3.结果和分析

3.1愈伤组织的诱导和生长特性

3.2悬浮培养的蜈蚣草愈伤组织与拟南芥愈伤组织对砷抗性的比较

3.3悬浮培养的蜈蚣草和拟南芥愈伤组织的砷积累能力的测定

3.4蜈蚣草孢子体、配子体和愈伤组织砷抗性和富集能力的比较

3.5液体中砷的清除实验

4.结论和讨论

4.1讨论

4.2小结

第三章 砷的还原、甲基化和区隔化在砷超富集植物蜈蚣草砷解毒机制中的作用

1.引言

2.材料和方法

2.1植物材料

2.2方法

3.结果和分析

3.1砷还原和甲基化在蜈蚣草砷解毒机制中的作用

3.2砷在蜈蚣草愈伤组织中的亚细胞定位

3.3蜈蚣草愈伤组织细胞对不同化学态的砷诱导氧化胁迫的反应

4.讨论与小结

4.1砷的还原和甲基化在砷解毒中的作用

4.2砷的亚细胞定位

4.3蜈蚣草愈伤组织细胞抗氧化系统在砷解毒中的作用

4.4小结

第四章 砷吸收在砷超富集植物蜈蚣草砷解毒机制中的作用

1.引言

2.材料和方法

2.1实验材料

2.2方法

3.结果与分析

3.1蜈蚣草愈伤组织中磷和砷的互作

3.2蜈蚣草PvPHT的克隆及其序列分析

3.3酵母表达分析PvPHT基因的功能

3.4 PvPHT基因在拟南芥中的过量表达

3.5表达PvPHT基因拟南芥的表型分析

4.讨论与小结

4.1讨论

4.2小结

第五章 总结与展望

参考文献

个人简历

致谢

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摘要

砷是一种具有致癌、致畸、致突变的有毒元素,在地表的含量本来很低。然而,随着现代社会的发展和工业活动的增加导致砷污染日趋严重。土壤和水体中的砷污染可以通过食物链进入人体,对人类的健康造成极大的危害。植物修复是一种利用植物对污染物的超富集能力来清除或减低污染的新型环境生物技术。植物修复的实际应用依赖于超富集植物的发现和超富集机制的阐明,特别是砷解毒过程(砷的吸收、还原和区域化)的研究及相关基因的克隆。砷超富集植物蜈蚣草(Pteris vittata L.)中砷解毒机制的阐明将为砷污染的植物修复及新型工程植物的研发提供理论基础。
   本论文以蜈蚣草为试材,针对蜈蚣草的砷解毒机制取得了如下研究进展:
   1.以砷超富集植物蜈蚣草为材料,建立了一个适于研究蜈蚣草砷吸收和解毒机制的新系统一愈伤组织悬浮培养体系。首次证明蜈蚣草愈伤组织与其孢子体及配子体一样具有对砷的抗性和砷超富集的能力。
   2.以蜈蚣草愈伤组织为材料,通过比较亚砷酸盐、砷酸盐和二甲基胂酸盐对蜈蚣草和拟南芥植物毒性的差异,表明砷的还原可能是蜈蚣草对砷解毒的重要机制之一而砷的甲基化对蜈蚣草的砷解毒作用甚微。
   3.以蜈蚣草愈伤组织为材料,通过对砷在蜈蚣草愈伤组织细胞中的亚细胞定位,首次直接证明植物液泡对砷具有非常明显的区隔化作用。暗示区隔化作用在蜈蚣草对砷的解毒过程中发挥着重要的作用。
   4.通过测定蜈蚣草愈伤组织对不同化学态的砷处理下抗氧化物质的变化发现酸溶性巯基在蜈蚣草砷解毒中也发挥着重要作用。
   5.以蜈蚣草愈伤组织为材料,发现磷和砷的吸收在高浓度范围下(>0.2 mM)存在明显的协同效应。对蜈蚣草高亲和磷酸盐转运蛋白基因—PvPHT基因功能的初步分析则表明PvPHT参与了蜈蚣草对磷和砷的吸收过程。

著录项

  • 作者

    杨学习;

  • 作者单位

    中国科学院植物研究所;

  • 授予单位 中国科学院植物研究所;
  • 学科 植物学
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 麻密;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 土壤污染及其防治;双子叶植物纲;
  • 关键词

    超富集植;

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