东南景天对重金属污染湖水的净化及其遗传转化的研究

论文摘要

随着全球工业化的发展,水体重金属污染问题日益严重。超积累植物东南景天具有生长速度快、生物量大、重金属富集能力强等优点,对重金属污染水体,特别是Zn、Cd和Pb污染水体的净化具有较好的发展前景。本文主要介绍了水体重金属污染现状以及超积累型东南景天,研究了超积累型东南景天在重金属污染湖泊水体净化中的作用,并初步建立了东南景天的遗传转化体系。本文以武汉三个市区湖泊（东湖、墨水湖和金银湖）为研究对象,初步研究了超积累型东南景天对重金属污染湖水的净化作用。利用东湖湖水处理东南景天,检测其生长情况以及对湖水的净化效果。东南景天在湖水中可以正常生长,但生物量较对照组减少,处理25天后生物量为对照组生物量的一半。东湖湖水在修复前后水质发生很大变化,修复两天后,东湖湖水的各项物理化学指标均与自来水相近。东南景天可以大量吸收、运输并富集湖水中的重金属Pb和Cd。处理25天后,植株地上部分Pb和Cd的最大积累量分别达到65.76 mg kg-1和8.17 mg kg-1。由此可见,超积累型东南景天在重金属污染湖水的净化方面效果显著。超积累型东南景天是阴生植物,在植物修复的应用中存在地域限制,通过基因工程技术打破这种限制具有重要意义。本实验初步建立了超积累型东南景天的遗传转化体系。利用根癌农杆菌LBA4404菌液侵染东南景天的愈伤组织进行转化。农杆菌LBA4404的pMD表达载体上含有35S启动子、筛选标记基因和目的基因（发菜sod基因）。研究发现最佳转化条件是：用浓度为OD600=0.2-0.3的农杆菌LBA4404菌液侵染愈伤组织10分钟,然后用无菌滤纸吸取外植体表面多余的菌液,并接种到含100 mmol 1"1乙酰丁香酮的MS固体培养基上共培养3天。3天后用含500mgl-1羧苄青霉素的MS液体培养基脱菌5分钟,最后转入含500 mgl。羧苄青霉素、50 mgl-1卡纳霉素和琼脂粉浓度为1%的MS固体培养基中,抑菌培养6天。PCR结果显示来自发菜的sod基因已经成功地整合到超积累型东南景天愈伤组织的基因组中,并在东南景天的组织细胞中表达。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 水体重金属污染及其修复技术
• 1 水体重金属污染
• 1.1 重金属的概念
• 1.2 水体重金属污染现状
• 1.3 水体重金属的来源
• 1.4 水体重金属污染的危害
• 2 重金属污染水体的治理
• 2.1 物理化学方法
• 2.2 生物修复法
• 3 超积累植物
• 3.1 超积累植物的概念
• 3.2 超积累植物的特征
• 3.3 超积累植物的重金属富集特征
• 3.4 超积累植物的研究进展
• 4 超积累型东南景天
• 4.1 东南景天的形态学特征
• 4.2 东南景天在土壤重金属修复方面的应用
• 4.3 东南景天在重金属污染水体净化方面的应用前景
• 5 展望
• 第二章 东南景天对重金属污染水体的净化作用
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 植物材料与不同pH值处理
• 2.2 植物材料的Cd处理
• 2.3 湖水培养东南景天
• 2.4 植株根长、鲜重和干重的测定
• 2.5 重金属Cd含量的测定
• 2.6 湖水水质物理化学指标的测定
• 2.7 培养条件
• 3 结果
• 3.1 武汉市区湖泊表层水中重金属含量的分析
• 3.2 pH值对东南景天生长及重金属积累的影响
• 3.3 湖水对东南景天生长的影响
• 3.4 东南景天对水体重金属的积累
• 3.5 修复前后湖水水质的变化
• 4 讨论
• 第三章 超积累型东南景天遗传转化体系的初步建立
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 3 结果
• 3.1 抗生素的选择
• 3.2 遗传转化
• 3.3 转基因愈伤组织的鉴定
• 4 讨论
• 参考文献
• 在学期间撰写和发表的论文
• 致谢