花生吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的生理機(jī)制.pdf

1、論文采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和盆栽實(shí)驗(yàn),研究鎘脅迫對(duì)5個(gè)品種花生(海花1號(hào)、魯花8號(hào)、奇山208、徐花13和鄭紅3號(hào))根系形態(tài)、根系中鎘亞細(xì)胞分布、木質(zhì)部和韌皮部中有機(jī)酸種類的影響,分析這些指標(biāo)與花生植株鎘的積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和籽實(shí)鎘含量之間的關(guān)系,旨在初步闡明花生對(duì)鎘吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累的生理機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在 Cd處理濃度為0、2、20μM下,測(cè)定5個(gè)品種花生的生物量、Cd積累和根系形態(tài),以研究根系形態(tài)和 Cd吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)之間

2、的關(guān)系。研究結(jié)果表明:不同花生品種在植物生長(zhǎng)、根系形態(tài)和Cd積累之間存在差異性。過量的Cd大幅度減少根的長(zhǎng)度(RL)、表面積(SA)、比根長(zhǎng)(SRL)和根尖的數(shù)量,但增加了根直徑(RD)。在0-0.2mm和0.2-0.4mm根徑級(jí)的時(shí)候,RL和 SA顯著減少;RL根系總鎘含量呈正相關(guān);RD和根系 Cd含量、地上部分 Cd含量呈負(fù)相關(guān);RD與地上部分Cd含量、SA和地上部分總Cd含量均成負(fù)相關(guān);SRL和根系Cd含量、地上部分Cd含量及地上

3、部分總Cd含量之間成負(fù)相關(guān);且細(xì)根在花生吸收Cd的過程中起到至關(guān)重要的作用。細(xì)根多的品種(?；?號(hào)和鄭紅3號(hào))Cd積累能力較強(qiáng)。由此說明根系形態(tài)和植株Cd積累之間存在一定的相關(guān)性。
　　(2)通過研究在不同 Cd濃度脅迫下,不同積累能力的花生品種亞細(xì)胞組分中Cd分布,了解Cd在植物體內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)。研究結(jié)果表明:對(duì)2個(gè)花生品種,Cd在細(xì)胞壁、細(xì)胞器和可溶態(tài)分布的動(dòng)力學(xué)可以通過米氏加上線性模型表示?？扇軕B(tài)組分中 Cd占百分比動(dòng)

4、力學(xué)可用米氏加線性模型表示,而細(xì)胞壁組分中Cd占百分比的動(dòng)力學(xué)則用指數(shù)線性組合模型表示。高Cd積累品種(?；?號(hào))比低Cd積累品種(奇山208)在Cd吸收的Vmax值高,而遷移指數(shù)則是奇山208高于海花1號(hào)。本研究證實(shí)了低親和力轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的存在,并確認(rèn) Cd在可溶態(tài)組分中比例最高,可能會(huì)減少Cd的轉(zhuǎn)移。?；?號(hào)地上部分Cd含量較高可能是由于吸收Cd較多而不是根向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)導(dǎo)致的。
　　(3)研究5個(gè)花生品種在Cd處理下,根系中可溶

5、性組分、木質(zhì)部中有機(jī)酸的含量,分析Cd從根系向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)的影響因素。結(jié)果表明:花生根系可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離氨基酸含量隨著Cd處理濃度增加而增加,品種和處理間均存在顯著差異。游離氨基酸和可溶性糖與地上部分Cd含量、根Cd含量呈正相關(guān),與遷移指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。說明Cd在進(jìn)入根系之后,就和細(xì)胞中的氨基酸、多糖結(jié)合,從而被固定在細(xì)胞壁中,或轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡中在液泡中貯存。Cd脅迫下,根系和木質(zhì)部汁液中有機(jī)酸主要為草酸和EDTA兩種。其中根系草酸

6、、EDTA和根系Cd含量呈正相關(guān),和TF呈顯著負(fù)相關(guān)。有機(jī)酸和Cd發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),有利于其向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)。木質(zhì)部汁液中草酸、EDTA的含量與木質(zhì)部汁液中Cd含量存在正相關(guān)性,和地上部分Cd含量無相關(guān)性,說明這兩種有機(jī)酸參與Cd長(zhǎng)途運(yùn)輸過程,但是這種絡(luò)合物不是Cd從根系向莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)的主要形式。
　　(4)通過對(duì)不同發(fā)育時(shí)期花生葉片和韌皮部中組分和植株 Cd含量、籽粒Cd含量的測(cè)定,研究籽粒 Cd積累的有關(guān)因素。研究結(jié)果表明:地上部分 C