共存阳离子影响下小麦动态吸收转运Cd2+的非损伤微测研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41201529
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0708.生态毒理学
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

As important constituents of soil solution, co-existing cations can substantially affect the transport of heavy metals on root surface. Traditional destructive technologies have limited capabilities in analyzing root samples and sometimes may result in false conclusion. The Non-invasive Micro-test Technology (NMT) enable us to study the impact of co-existing cations on heavy metals under the real physiological condition.This project is designed to investigate the kinetic transport of cadmium ion (Cd2+) at root surface of wheat as affected by co-existing cations (Ca2+, Mg2+, Na+, K+ and H+). Laboratory experiments using non-invasive microtest technology will be carried to characterize Cd2+ uptake kinetics with the existence of individual cations at different concentrations. The Biotic Ligand Model (BLM) will be employed to quantify the conditional binding constants (Log KMBL) between different cations and biotic uptake sites (Biotic Ligand) on root surface of wheat. Furthermore, the physiological mechanism of Cd2+ transport will be examined using metabolic inhibitors and ion channel blockers. The objectives of this study are: 1) to determine the effect of co-existing cations on Cd2+ uptake kinetics at the root surface of wheat; 2) to evaluate the applicability of the BLM model for quantification of co-ion effect on kinetic transport of Cd2+; and 3) to elucidate the physiological mechanism of Cd uptake and transport by wheat. The results from this project will improve our understanding of the mechanism and kinetics of Cd uptake processes and develop new tools for the environmental risk assessment of cropland soil cadmium contamination.
共存阳离子作为土壤溶液的重要组成部分,显著影响重金属离子的根系界面迁移过程。传统方法由于对样品的破坏性常造成测试结果无法合理解释甚至导致研究假象,而非损伤微测则能真实客观反映实际生理状态下共存阳离子对重金属离子的影响规律。本项目针对农田土壤Cd污染现状,以主要粮食作物小麦为研究对象,运用非损伤微测技术,探讨共存阳离子(Ca2+、Mg2+、Na+、K+、H+)影响活体小麦动态吸收转运Cd2+的过程及机制。通过单因子控制的方法,考察活体条件下不同阳离子对小麦根表动态吸收Cd2+的影响;基于生物配体模型的理论框架,定量评估共存阳离子的影响程度;监测代谢抑制剂和离子通道抑制剂作用下小麦根表Cd2+离子流变化,着重从离子传输的动态变化角度揭示共存阳离子影响小麦吸收转运Cd2+的主要途径和机制。通过本研究将有助于认识小麦吸收Cd2+的动力学过程机制,为农田土壤Cd污染风险评估提供科学理论依据。

结项摘要

小麦作为我国乃至世界最重要的粮食作物之一,深入了解小麦吸收Cd2+ 的微观过程机制对控制重金属经土壤-小麦系统向食物链传递延伸以及农产品的品质安全保障具有重要现实意义。本研究通过生物累积试验和非损伤微测技术探讨了小麦幼苗对Cd的吸收机制。解偶联剂2,4-dinitrophenol (DNP) (50 μM)和P-型ATP酶抑制剂Na3VO4 (500 μM)对小麦的Cd积累量以及动态吸收速率产生显著影响(P<0.05),这表明小麦对Cd的吸收不直接依赖于代谢能量或者不需要靠H+浓度梯度来驱动。Ca2+离子通道抑制剂 La3+,Gd3+ 和 Verapamil预暴露后,小麦体内的Cd含量显著降低(P<0.05),但K+离子通道抑制剂tetraethylammonium (TEA)预暴露对Cd的吸收没有影响。Ca2+离子通道抑制剂和高浓度Ca2+存在情况下均显著降低小麦幼苗根表的Cd2+流速,这表明小麦对Cd2+的吸收可通过根表的Ca2+离子通道完成。另外,小麦对Cd的积累和动态吸速率受蛋白合成抑制剂 cycloheximide (CHX)的影响显著降低,而PC合成抑制剂 L-Buthionine-sulfoximine (BSO)处理未产生显著影响,这表明小麦对Cd的吸收受蛋白合成的影响。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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