脅迫時間和脅迫濃度對超積累植物印度芥菜細(xì)胞中鎘分布的影響

楊紅霞， 張惠娟， 高津旭， 劉 崴， 李 冰

(1.國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心， 北京 100037； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 江蘇 南京 230026)

脅迫時間和脅迫濃度對超積累植物印度芥菜細(xì)胞中鎘分布的影響

楊紅霞1， 張惠娟2， 高津旭1， 劉 崴1， 李 冰1

(1.國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心， 北京 100037； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 江蘇 南京 230026)

超積累植物對重金屬的區(qū)隔化作用能有效降低細(xì)胞質(zhì)內(nèi)金屬離子的濃度，是對重金屬重要的解毒機(jī)制之一，而細(xì)胞內(nèi)各組織的區(qū)隔化作用大小并未取得一致性結(jié)論。本文研究了脅迫濃度和脅迫時間對超積累植物印度芥菜(Brassicajuncea)細(xì)胞及亞細(xì)胞中鎘分布的影響。印度芥菜幼苗分別用0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 mg/L鎘脅迫1、5、7、10、14天后收獲，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定印度芥菜根系和葉片亞細(xì)胞中鎘的含量。結(jié)果表明：鎘在細(xì)胞壁中的比例占50%～64%，細(xì)胞液占22%～38%，細(xì)胞器占7%～17%，鎘在細(xì)胞壁中所占比例顯著高于細(xì)胞液和細(xì)胞器，證明細(xì)胞壁區(qū)隔化在鎘的解毒機(jī)制中具有重要的作用。隨著脅迫時間和脅迫濃度的增加，根系和葉片中亞細(xì)胞各組織中鎘含量持續(xù)增加，超過7天，鎘含量顯著升高，說明鎘對植物的危害是一個緩慢過程。印度芥菜對鎘脅迫濃度的最大耐受量為1.0 mg/L，超過此濃度，植物細(xì)胞的破壞癥狀加重；細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)研究也表明，鎘脅迫濃度超過1.0 mg/L后，細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生了不同程度的損壞，出現(xiàn)質(zhì)壁分離、液泡增大甚至空泡化、質(zhì)膜粗糙等現(xiàn)象，繼而影響到細(xì)胞的正常功能。因此，在考察重金屬對植物的危害時，要充分考慮時間和濃度梯度兩個參數(shù)的協(xié)同作用。……