黄花月见草根系分泌物减少根系铜积累的作用机制开题报告

 2022-02-07 17:04:39

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

铜是植物的必需营养元素,同时也是重要的环境污染物,过量的铜会对植物产生毒害作用。近年来,由于各种废弃物的大量排放、农药及化肥的广泛使用,重金属对土壤的污染越来越严重。在众多的重金属污染土壤修复技术中,植物修复因具有治理过程的原位性、成本低廉、环境友好等优势而引人注意。广义的植物修复包括植物提取、植物稳定和植物覆盖等。单一的植物提取技术因修复效率较低而较难实际应用。一种可能选择是充分利用重金属污染土壤,即在增加地面的植被覆盖的同时,又能取得质量安全的农产品而产生良好的经济效益。

但我们目前对月见草对重金属的积累特点及抗性机理仍都不清楚,也未见相关报道。因此,筛选出具有良好经济价值和较高抗性的重金属排斥植物将是完善这一污染土壤修复模式的重要前提。

参考文献:

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2. 研究的基本内容和问题

本课题组在对安徽省铜陵市铜尾砂库的采样调查中发现,尽管尾砂库土壤铜含量高达2070 mg kg-1DW,但优势植物黄花月见草地上部铜含量仅为29 mg kg-1DW左右,明显低于其它优势植物地上部铜含量,具有较低的铜转运系数,收获的种子铜含量也仅为8 mg/kg,并未超过食用安全标准。近年来,月见草因其种子油中富含7~10%的γ-亚麻酸而作为油料作物开始人工栽培。GLA是合成人体前列腺素的必需前体物质,是组成人体组织生物膜的结构材料,具有调节免疫系统、抗癌等作用。但人体自身无法合成GLA,只能从外界摄取,自然界中以月见草油中的GLA含量为最高。因此,我们设想,如果将月见草种植在铜污染土壤或场地,一方面可以增强土壤地面的植被覆盖、减少污染物的扩散,在达到生态修复的同时,还能实现一定的经济效益。

根系分泌物分离、提纯是实验的关键。通过比较研究不同类型植物在不同铜浓度处理下根系分泌的有机酸种类、数量以及特征根系分泌物对根外铜形态、生物有效性的影响,以明确月见草根系分泌物在减少根系铜积累的作用机制

3. 研究的方法与方案

水培实验植株,旋转蒸发仪浓缩收集的根系分泌物溶液,高压液相色谱分离有机酸,消煮,火焰原子吸收测定铜含量。

水培植株用铜处理后测定有机酸的分泌种类和含量,通过和对照组的对比分析铜胁迫下月见草的耐铜机制。通过外源有机酸的加入,测量月见草铜积累,验证有机酸的抗铜胁迫作用。

实验通过文献查阅,确定了实验方法和技术路线,确定了仪器设备的可利用性,具有较强的可行性。

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4. 研究创新点

黄花月见草耐铜性研究的报导较少,作用机制尚不清楚,本次实验可以为进一步探索黄花月见草耐铜性机制提供依据。

5. 研究计划与进展

水培植株用铜处理后测定有机酸的分泌种类和含量,通过和对照组的对比分析铜胁迫下月见草的耐铜机制。通过外源有机酸的加入,测量月见草铜积累,验证有机酸的抗铜胁迫作用。

现已用高效液相色谱法测定了第一批样本的有机酸种类和含量,所有样品也已经消煮完毕,准备进行火焰原子吸收分光度测定。预计将很快完成有机酸测定和抗铜胁迫验证的部分,如有时间将进一步分析其作用机制。

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