细胞壁纤维素合成及沉积调控拟南芥对CuO NPs抗性的机制研究

发布时间：2023-03-10 22:18

　　目前,关于纳米颗粒(Nanoparticles,NPs)的植物毒理学研究取得了较大进展。有关CuO NPs对拟南芥、黄瓜、玉米和凤眼莲等的影响已有报道,包括对植株个体发育、抗氧化系统及基因水平的毒性效应。然而,CuO NPs对植物细胞壁发育影响的分子机制及细胞壁响应CuO NPs胁迫的抗性机制仍不清楚,本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,针对毒性机制和抗性机制这两方面进行了深入探讨。毒性机制方面,从细胞壁各组分合成,到纤维素合酶复合物的运动、纤维素沉积与排列,具体阐述了CuO NPs对植物细胞壁发育影响的分子机制;抗性机制方面,对细胞壁富集机制进行了深入研究,包括CuO NPs的亚细胞分布和细胞壁各多糖组分及其官能团对CuO NPs的螯合,重点讨论了细胞壁骨架组分纤维素在植物富集CuO NPs时的关键作用。主要研究结论如下:(1)CuO NPs影响拟南芥细胞壁发育的分子机制。CuO NPs能直接进入拟南芥根尖表皮细胞,使微管的线性排列受损,纤维素合酶复合物(CSCs)原有的双向线性运动受到影响,细胞壁骨架成分纤维素的合成受阻,导致纤维素含量降低、排列紊...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 纳米材料
        1.1.1 纳米材料的性质
        1.1.2 纳米材料在农业领域的应用
        1.1.3 纳米材料的环境效应
    1.2 植物抗逆性
        1.2.1 纳米材料在植物中的迁移转化
        1.2.2 植物细胞壁抵抗非生物胁迫的研究进展
        1.2.3 高等植物的纤维素
    1.3 本研究背景、内容及创新点
        1.3.1 选题背景
        1.3.2 研究内容及拟解决的问题
        1.3.3 本研究的创新点
        1.3.4 技术路线图
2 CuO NPs的理化性质表征
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 仪器与药品
        2.2.2 纳米氧化铜的形貌表征
        2.2.3 培养液中铜离子的释放
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 纳米氧化铜的表征
        2.3.2 培养液中铜离子的释放
    2.4 本章小结
3 CuO NPs对拟南芥细胞壁发育的影响
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 仪器与药品
        3.2.2 植物培养及处理
        3.2.3 相关指标测定
    3.3 结果与分析
        3.3.1 CuO NPs对拟南芥的毒性
        3.3.2 拟南芥幼苗对CuO NPs的吸收与积累
        3.3.3 CuO NPs对拟南芥细胞壁发育的影响
        3.3.4 CuO NPs对纤维素合成影响的分子机制
    3.4 本章小结
4 拟南芥细胞壁响应CuO NPs胁迫的耐性机制
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 仪器与药品
        4.2.2 植物培养及处理
        4.2.3 相关指标测定
    4.3 结果与分析
        4.3.1 CuO NPs的亚细胞分布
        4.3.2 不同细胞壁多糖组分中Cu含量的测定
        4.3.3 细胞壁红外表征
    4.4 本章小结
5 纤维素在CuO NPs富集中的作用
    5.1 引言
    5.2 材料和方法
        5.2.1 仪器与药品
        5.2.2 植物培养
        5.2.3 相关指标测定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 ICS细胞壁分析
        5.3.2 细胞壁各多糖组分含量
        5.3.3 细胞壁纤维素沉积与排列
        5.3.4 幼苗中Cu的含量及生物毒性
    5.4 本章小结
6 全文研究结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间公开发表的论文



本文编号：3758666