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1、隨著礦產(chǎn)開發(fā)、冶煉等工業(yè)的發(fā)展以及各種化肥的施用等,重金屬鉛( Pb)對(duì)環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。Pb是最具毒性的重金屬元素之一,對(duì)動(dòng)植物具有強(qiáng)烈的毒害作用。環(huán)境中Pb污染是降低蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量和危害人體健康的嚴(yán)重問題。篩選食用器官Pb低積累量的作物基因型可以充分利用種質(zhì)資源,并有效保證蔬菜安全生產(chǎn).蘿卜 (Raphanus sativusL.)起源于我國(guó),是一種重要的世界性蔬菜。本試驗(yàn)以蘿卜為試驗(yàn)材料,采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的方法,研究蘿卜Pb
2、積累量的基因型差異,分析蘿卜Pb累積的遺傳模型,并對(duì)蘿卜Pb脅迫下的生理響應(yīng)及其肉質(zhì)根的DNA甲基化水平的變化進(jìn)行了初步的研究。主要研究結(jié)果如下: 1.不同濃度Pb脅迫下蘿卜鉛累積的基因型差異研究 采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的方法,研究了8個(gè)蘿卜品種地下部分和地上部分Pb吸收和累積的差異。結(jié)果表明,各基因型蘿卜總Pb累積量隨著Pb處理濃度的上升而上升;地上部分Pb累積量為0.13-110.28 mg/kg,地下部累積量為0.67-1
3、4511.86mg/kg,地下部分Pb含量顯著高于地上部分。不同基因型蘿卜對(duì)Pb的吸收累積能力差異顯著,Nau-2dcb05對(duì)Pb的總累積量最高,而Nau-Rg05最低。地下部分Pb累積量與地上部分和地下部分干重均呈顯著負(fù)相關(guān)。 2.Pb脅迫下蘿卜的生理響應(yīng) 以Pb低積累基因型Nau-Rg05和高積累基因型Nau-2dcb05為實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)一步研究不同濃度Pb脅迫(0-800 mg/L)對(duì)其Pb吸收積累特性、植株生長(zhǎng)和抗
4、氧化酶系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明,隨處理濃度的提高,幼苗地下部和地上部的Pb含量也隨之增加。在Pb脅迫下,蘿卜的生長(zhǎng)明顯受到抑制,表現(xiàn)為根系凈伸長(zhǎng)的下降,生物量(鮮重,干重)的下降。過量的Pb導(dǎo)致丙二醛(MDA)含量上升。地下部分的抗氧化酶活力(SOD,POD,CAT和APX)隨著Pb處理濃度的上升先升高后下降。并且Nau-Rg05中的抗氧化酶活力基本上都要比Nau-2dcb05中的高。 3.Pb脅迫下蘿卜肉質(zhì)根基因組DNA甲基化敏感
5、擴(kuò)增多態(tài)性分析 應(yīng)用甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性( MSAP)技術(shù)分析了重金屬Pb脅迫后Nau-Rg05蘿卜肉質(zhì)根基因組DNA甲基化程度的變化。結(jié)果表明,經(jīng)100、400和800 mg/LPb(NO3)2處理后,MSAP比率分別為12.7%、14.2%和17.0%,均高于對(duì)照。全甲基化率分別為9.7%、10.2%和12.8%,而其對(duì)照為9.5%。表明重金屬脅迫后,某些位點(diǎn)發(fā)生了重新甲基化。蘿卜肉質(zhì)根中總甲基化水平與處理濃度呈顯著正相關(guān)。
6、甲基化變異可分為重新甲基化、去甲基化、不定類型以及與對(duì)照相同的甲基化等類型,脅迫處理引起的植株基因組甲基化程度的提高主要是重新甲基化。 4.蘿卜Pb積累的遺傳規(guī)律分析 在不同基因型蘿卜Pb累積能力篩選的基礎(chǔ)上,以Pb積累差異較大的Nau-2dcb05和Nau-Rg05蘿卜基因型為材料,配置雜交組合,研究蘿卜Pb積累能力的遺傳機(jī)制。以Nau-2dcb05×Nau-Rg05的4個(gè)世代:P1,P2,F(xiàn)1,F(xiàn)2家系為材料,應(yīng)用主
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