1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.1 课题意义
随着工业化和城市化的飞速发展,土壤重金属污染已成为不容忽视的环境问题。土壤镉污染主要是受自然背景值和人类工农业生产活动等多重因素叠加影响而致,一般认为金属冶炼和加工是环境中镉污染的主要来源,其次是农业投入品污染[1]。重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物,动物和人体内累积,对生态环境和人体健康构成严重威胁[2]。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用,农田土壤重金属污染越来越严重,2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国耕地土壤点位超标率为19.4%,其中镉污染物点位超标率达到7.0%,是主要的重金属污染物之一[3]。近年来我国已经发生多起重大的镉污染事件,其中2013年的“镉米”事件震惊全国,严重威胁人民群众的生命健康。镉污染与农产品安全息息相关,但目前我国并没有研发出安全有效的镉阻隔剂。面对土壤污染的严峻形势,如何安全、高效地生产农产品已成为当今农业、生态和环境科学领域研究的热点。为了实现农田的可持续利用,保障人类获得充足且安全的食品,迫切需要研究并找到经济、高效、可行、安全的镉阻隔剂。
小白菜(brassica campestris)作为我国种植面积最广、食用人数最多的农产品之一,有极高的研究价值,目前在一些镉污染重灾区小白菜种植面临严重问题(如作为我国最大水稻主产区的湖南省,是土壤镉污染重灾区,具有覆盖范围广、面积大的特点[4])。我国农田金属污染必须因地制宜,重点关注小白菜镉污染,研发农民可接受、政府可承受、产业可发展的技术,所以对小白菜吸收转运镉的机理及如何有效降低小白菜可食部分镉含量的研究迫在眉睫。
2. 研究的基本内容和问题
2.1 研究的目标
富氢水(hrw)已广泛用于植物植物对重金属cd的抗性研究,然而hrw降低蔬菜cd积累的分子机制尚未明确。本研究以小白菜作为研究对象,在前期工作基础上筛选出关键基因bcirt1,并通过分子生物学手段进一步探究bcirt1在富氢水降低小白菜重金属cd积累过程中发挥的作用。
2.2 研究的内容
3. 研究的方法与方案
3.1 研究方法
(1)材料培养
选取籽粒饱满的小白菜种子,用5% naclo表面消毒10 min,清水洗净后于泡种杯浸种6 h,随后置于白瓷盘内的潮湿纱布上催芽24 h,种子发芽后选取大小均一的种子点种于塑料盒中。(2)材料处理
4. 研究创新点
5. 研究计划与进展
2018年7月-2018年11月,完成实验内容即水培小白菜,外源添加hrw,通过测定cd含量,确定hrw降低小白菜可食部分cd含量的有效性。
2018年12月-2019年4月,完成实验内容即通过回补酵母突变体和bcirt1表达模式分析,进一步明确所选候选基因参与cd的吸收和转运;
2019年 5月-2019年6月,完成所有试验,并根据需要进行补充试验,总结分析所有实验结果,撰写论文,准备答
