根际植物促生菌诱导番茄系统抗性调控镉吸收转运机理研究

基本信息
批准号:41473115
项目类别:面上项目
资助金额:95.00
负责人:郭军康
学科分类:
依托单位:陕西科技大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王瑞刚,王林,陈昢圳,梁军锋,高文萱,隗立仕,冯雪敏
关键词:
重金属污染根际植物促生菌诱导系统抗性吸收转运
结项摘要

Abstract: Cadmium (Cd) has in general been thought of as a very toxic heavy metal to both plants and animals without beneficial biological function. Cd is also one of the elements strictly controlled discharge into the environment by many countries and international organizations. China not only the largest rice producer but also the largest vegetable producer and consumer. The Protected Agricultures have served citizens with fresh vegetable products. However, the fields of the Protected Agriculture have also been contaminated by the waste water and sewage sludge of the development of industries. Furthermore, the heavy metal contaminated soils could threaten human safety and health through the food chain. Tomato is not only one of the world wide important fruit and vegetable crops, but also a typical model system of botanical studies. The rhizosphere proceeds with the material, energy and message exchange between plant roots and soils. In this study, the green fluorescent protein gene (gfp) labeling and the laser scanning confocal microscope imaging, the transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive analysis (EDS), realtime-PCR, the 2-d protein electrophoresis and ultra-high-pressure liquid chromatography-time-of-flight mass spectrometry have been used to study the mechanism of Cd tolerant the plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) induced system resistance regulating Cd uptake and transport of tomato plants from the tissular, cellular, genome to the proteomics. The results of this study highlight a new insight into the exploration of PGPR on Cd-contaminated soil crops safety production and remediation.

镉(Cd)是生物非必需元素,被众多国家和国际组织列为首要环境风险控制元素。我国不仅是世界最大的大米生产国,也是世界最大蔬菜生产国和消费国。设施农业依托于城市,服务于城市的同时受到城市化、工业化的负面影响,我们不能在"米袋子"不安全的情况下,再让"菜篮子"被污染。番茄是世界性重要果蔬作物,也是植物学研究的经典模式系统。根际植物促生菌诱导植物系统抗性能够有效应对植物环境胁迫。本研究以模式植物番茄和耐Cd根际植物促生菌为研究对象,采用绿色荧光蛋白(GFP)标记-激光扫描共聚焦显微成像(菌株定殖)、透射电镜-能量分散(Cd亚细胞分布)、实时荧光定量PCR(基因调控)和2-D电泳联合超高效液相-高分辨四级杆-飞行时间串联质谱分析技术(蛋白合成),分别从组织、细胞与基因以及功能蛋白水平,深入阐明耐Cd植物促生菌诱导番茄系统抗性调控番茄Cd吸收转运机理,为中低污染农田安全生产与修复提供研究新思路。

项目摘要

土壤重金属污染对生态环境和人类健康造成严重危害,使得土壤重金属污染修复成为全球关注的研究热点之一。根际土壤中存在着数量和种类丰富的微生物种群,是根际环境中最重要的生物因素。重金属污染土壤中根际微生物与植物根系以及土壤形成特殊根际微环境,影响植物重金吸收、转运过程。镉(Cd)被众多国家和国际组织列为首要环境风险控制元素。我国不仅是世界最大的大米生产国,也是世界最大蔬菜生产国和消费国。设施农业依托于城市,服务于城市的同时受到城市化、工业化的负面影响,我们不能在“米袋子”不安全的情况下,再让“菜篮子”被污染。番茄是世界性重要果蔬作物,也是植物学研究的经典模式系统。根际植物促生菌诱导植物系统抗性能够有效应对植物环境胁迫。本研究以模式植物番茄和耐Cd根际植物促生菌为研究对象,采用绿色荧光蛋白(GFP)标记-显微成像(菌株定殖)、实时荧光定量PCR(基因调控)和同位素标记定量-串联质谱分析技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation-Tandem Mass Tags, iTRAQ/TMT)(蛋白合成),分别从组织、细胞与基因以及功能蛋白水平,深入阐明耐Cd植物促生菌诱导番茄系统抗性调控番茄Cd吸收转运机理,并通过水培和温室盆栽试验系统研究了接种根际植物促生菌和系统抗性相关信号分子对番茄Cd吸收转运的影响。研究结果为中低污染农田安全生产与修复提供研究新思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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