通过水培实验，探究了30mM镉（Cd）胁迫对“白叶1号”茶树中γ-氨基丁酸代谢相关基因转录水平的影响。在30mMCdCl2溶液处理下，随着处理时间的延长，GAD1相对表达量出现先增加后下降的趋势，且转录水平均高于CK组。GAD2，GABA-T1，GABA-T2，SSADH2的相对表达量呈现显著性上升；GDH2的相对表达量呈显著性下降的趋势。实验结果表明茶树叶片在一定Cd浓度的胁迫下，通过上调GAD的表达量，抑制GDH的表达，减少谷氨酸流向α-酮戊二酸，从而在转录水平上为积累GABA提供有利条件。同时茶树通过促进GABA-T，SSAHD的转录调控GABA循环代谢进程。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key Words 1
引言 2
1 材料与方法 4
1. 1 实验材料 4
1. 1. 1 供试材料 4
1. 1. 2 实验试剂 4
1. 1. 3 实验仪器 4
1. 2 实验设计 5
1. 3 检测方法 5
1. 3. 1 茶苗总RNA的提取与质量检测 5
1. 3. 2 单链cDNA的合成 5
1. 3. 3 荧光定量PCR 6
2 结果 7
2. 1 RNA电泳检测 7
2. 2 不同处理下GABA代谢相关基因表达分析 7
3 讨论 8
致谢 8
参考文献 9镉胁迫对茶树γ氨基丁酸代谢相关基因转录水平的影响
引言
随着国内工业化发展的开始，重金属污染的问题日益突出。日本的“疼痛病”、湖南的“镉大米”以及湘江水资源污染等一系列由重金属引起的污染事件的出现，都说明其已经对非生物环境和生物体健康构成了严重威胁。环境中的重金属污染来源广泛，分为自然来源和人为来源：自然来源主要为原生矿物的风化，相较人类活动干扰而言影响甚小[1]；人为来源主要包括矿产资源的开发利用、工业生产中的废弃物处理、含重金属农药及化肥的不合理使用，在城市中，生活垃圾和汽车尾气排放也是重金属污染的主要来源。重金属进入环境后，能 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
引起大气、水质和土壤的污染，其中污染土壤的具有生物毒性的重金属元素主要有汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）等，还包括具有一定毒性的锌（Zn）、铜（Cu）、钴（Co）等常见元素。过量的重金属一旦进入土壤中就很难被排除，由于其不能被土壤微生物所分解，因此会在土壤中不断累积，并逐渐被植物或其他生物吸收、富集，甚至进入食物链，最终直接影响动植物乃至人类健康[2]。不同学者对土壤中重金属形态有着不同的划分标准，其中Tessier[3]通过五步连续提取法将土壤重金属元素形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态5种形态，能够被植物吸收的是生物有效性重金属，主要是水溶和可交换态。
据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国土地环境质量并不乐观，其中，Cd是主要的重金属污染物之一，污染点位超标率达到7.0%[4]。以湖南省为例，该省是我国主要稻米产区之一，2014年湖南省种植水稻面积达到了412万hm2、总产量2640万t，分别占全国水稻种植面积、总产量的13.5%、12.8%，然而2013年由南方日报报道多批从湖南流向广东的大米存在Cd超标问题。由此可见，重金属污染问题已经威胁到了食品安全。
茶叶是世界上饮用最广泛的天然饮品之一，我国饮茶历史源远流长，可追溯至千年以前。同时，茶树也是我国重要的经济作物之一，据2017年的统计数据显示[5]，我国茶园总面积达到307万hm2，总产量达到267.9万t（干毛茶）。随着近年来消费者对食品质量安全的要求越来越高，茶叶质量安全问题也引起了各方的高度重视。影响茶叶质量安全的因素主要有农药残留、有害重金属残留、有害微生物、非茶异物和粉尘污染等，贯穿整个茶叶的原料生产和加工过程[6]。
Cd是茶树生长的非必需元素，茶树可从土壤中吸收并积累Cd元素。若人类长期摄入Cd，会导致肝脏和肾对Cd的慢性积累，最终损害人体的肾脏、免疫、神经、心血管、骨骼和生殖系统[7]。王果[8]等人调查了福建铁观音茶院土壤中Pb、Cd、As、Cr、Hg、Cu、F的环境质量现状，有92%以上土壤的Cd含量低于有机茶产地环境条件（NY 51992002），表明供试茶园从总体上来看受Cd污染的程度较低。根据向素雯[9]对湖南省东北部茶园及土壤重金属的调查研究，89%的茶园未受到Cd的污染，茶叶中重金属Cd含量低于国家标准。李军强[10]等人对湖北恩施州茶园土壤及茶叶中Cd含量进行了研究，结果显示恩施州茶园土壤总Cd含量普遍较高，且主要受成土母质影响，茶叶中Cd含量与土壤有效态Cd含量具有明显的相关性，而与土壤总Cd含量相关性不大，说明土壤总Cd含量高，茶叶质量不一定不安全。
莫争[11]等人采用Tessier连续提取法划分重金属形态，探究了外源可溶性重金属进入水稻田后随形态转换及分布规律随时间的变化，结果显示水稻田里的重金属主要以铁锰氧化态、有机态和残渣态等形态在田中积累。茶树是喜酸的植物，适宜在pH范围为4.5~6.0的条件下生长[12]，长期生长会使土壤性质发生酸化，可改变土壤中H+浓度从而增加土壤溶液中重金属的浓度[13]。浙江省是我国产茶大省，根据章明奎[14]对浙江省各地公路附近茶园土壤中Cd、铅的化学形态的调查表示，茶园土壤中积累的Cd、Pb主要为外源Cd、Pb，可能与汽车尾气污染及大气沉降和长期施用化肥有关，且土壤中水溶态和交换态Pb、Cd含量随土壤pH值下降而增加，也说明土壤酸化能够活化土壤中的重金属，增加生物有效的Pb、Cd浓度，从而增加了土壤中重金属的潜在毒性。
Cd对茶树的污染程度受茶树品种、土壤背景值、栽培条件等各种因素的影响。唐茜[15]通过水培研究发现不同茶树品种对Cd、Cr吸收积累及迁移能力不同；通过从具有不同土壤Cd、Pb、Cu背景值的5个茶园中取样，分析得到生长于不同生境下的福鼎大白茶种群由于受环境的影响，其侧根及老嫩叶中Pb、Cd、Cu的含量存在明显差异[16]；除此，茶树受Cd污染程度还与树龄、Cd胁迫浓度、复合金属污染[17]有着密切的联系。茶树不同部位对Cd的吸收积累能力也不同，王春梅[18]等通过盆栽培养探究高浓度Cd胁迫对茶树生理和吸收特性积累的影响，得到茶树各器官积累Cd含量的高低顺序为：细根>粗根>主茎>枝条>叶片>新梢，大部分Cd在茶树根部固定，向地上部运输的比例较低；但其结果所得新梢对Cd的积累含量与兰海霞[17]、石元值[19]的研究结果相比存在一定的差异，同时与水培实验[15]所得结果相差甚远，前者可能与实验所采用的茶树品种、土壤性质及处理时间等因素相关，后者则可能是因为外源水溶态Cd比土壤中的Cd活性更强。

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