秋茄體內重金屬的亞細胞分布及巰基化合物對重金屬的響應.pdf

1、細胞區(qū)域化及植物絡合素是植物耐受或抗重金屬的重要機制。目前有關紅樹植物體內細胞壁、液泡的區(qū)域化，可溶組分及細胞器等對重金屬的固定的研究幾近空白，而植物絡合素等巰基化合物在紅樹植物抗重金屬污染中的作用尚未見報道。本文通過人工模擬砂培秋茄(Kandelia candel(L.) Druce)幼苗，分別以鋅濃度為0，50，100，200，400，600，800 ppm，銅濃度為0，10，20，40，60，80，100 ppm，鎘濃度為0，2.

2、5，5，10，20，40，60 ppm進行脅迫處理，在T1(7d)及T2(30d)進行取樣分析。分析秋茄葉片及根中(Non-protein Thiols，NPT)、谷胱甘肽(Glutathione，GSH)、植物絡合素(Phytochelatins.PCs)對重金屬的響應，在30天時對秋茄體內的重金屬積累及亞細胞分布進行研究。本研究旨在探討巰基化合物在秋茄抗重金屬污染中的作用，研究秋茄對三種重金屬的亞細胞分布，為預測與評價Zn、Cu、C

3、d對紅樹植物的環(huán)境脅迫生理生態(tài)效應，尋找重金屬污染的生物標記物，研究紅樹植物對重金屬的抗性機制，以及為紅樹林濕地的保護提供科學依據(jù)。結果表明： 1.Zn、Cu、Cd處理下，秋茄幼苗葉片及根中的NPT含量均顯著高于CK；Zn處理下，隨處理濃度的升高而升高；Cu處理下，隨處理濃度的升高而升高而后降低；Cd處理下，隨處理濃度的升高而升高而后降低；三種重金屬的處理下NPT均表現(xiàn)出一定的濃度效應，且T2值較T1值低。 2.GSH作

4、為植物絡合素的合成底物，在Zn、Cu、Cd處理下表現(xiàn)出一定的響應。除GSH在Cu T1處理下變化不明顯，其它的處理均表現(xiàn)出升高或升高后降低的趨勢。所有處理中，T2值較T1為低。重金屬處理促使秋茄幼苗加強GSH的合成，為PCs的生成提供前體物質，對秋茄幼苗抵御重金屬毒害具有重要意義。 3.PCs在Zn、Cu、Cd處理下表現(xiàn)出強烈響應，Cd2.5短期處理下PCs是系列最高值，30天處理下Cd2.5、Cd5均較高。Zn、Cu處理下，P

5、Cs在高濃度下較高，這表明Cd易引起植物體絡合素的生成，Zn、Cu在高濃度下也能促進PCs的合成。PCs的合成對于秋茄清除植物體內游離的重金屬離子，緩解重金屬離子毒害起到關鍵作用。 4.Zn處理下各器官均能積累Zn，各器官重金屬累積量隨處理濃度的升高而升高；Zn800處理下，葉為CK的9.31倍，莖為CK的9.18倍，胚軸為CK的7.79倍，根為CK的9.22倍；各器官中Zn含量的大小依次是根>胚軸>莖葉。Zn的亞細胞分布結果為

6、：葉片中，細胞壁、可溶組分、細胞器組分、蛋白組分、膜組分5個組分的Zn的比例分別為48.06％～61.43％、10.39％～14.41％、13.70％～17.70％、5.13％～8.67％、9.52％～16.36％；根中這5個組分的比例為：46.90％～51.89％、11.69％～15.17％、8.92％～19.75％、4.82％～11.85％、7.32％～13.34％1葉片及根中各組分呈現(xiàn)細胞壁>可溶組分>細胞器組分>蛋白組分>膜組分

7、的趨勢。 5.Cu處理下各器官均能累積Cu，表現(xiàn)出隨處理濃度的升高而升高的趨勢；Cu100處理下，葉、胚軸、莖、根系各器官分別為CK的9.58倍、5.62倍、6.12倍、9.51倍；各器官中Cu含量的大小依次是根>胚軸>莖葉。Cu的亞細胞分布結果為：葉片中，細胞壁、可溶組分、細胞器組分、蛋白組分、膜組分5個組分的Cu的比例分別為：45.39％～63.03％、3.52％～8.69％、14.76％～22.14％、9.59％～22.4

8、2％、13.52％～19.90％之間；根中為：44.90％～56.45％、4.90％～10.93％、12.85％～23.40％、7.28％～15.62％、13.21％～24.29％；葉片中CK及低濃度時上呈現(xiàn)細胞壁>可溶組分>蛋白組分>細胞器組分>膜組分的趨勢，高濃度時呈現(xiàn)細胞壁>可溶組分>蛋白組分>膜組分>細胞器組分的趨勢；在根中，呈現(xiàn)細胞壁>可溶組分>蛋白組分>細胞器組分>膜組分的趨勢，但在CK及低濃度下，膜組分高于細胞器組分。

9、 6.Cd處理下各器官均能累積Cd，表現(xiàn)出隨處理濃度的升高而升高的趨勢，各器官對Cd的積累量顯著高于CK，葉為CK的29.24倍，莖為CK的38.15倍，胚軸為CK的106.14倍，根為CK的1310.32倍。Cd在各器官中的含量大小依次是根>胚軸>莖葉。Cd的亞細胞分布結果為：葉片中，細胞壁、可溶組分、細胞器組分、蛋白組分、膜組分5個組分的Cd的比例分別為：53.25％～66.90％、9.48％～13.99％、9.76％～24.0

10、8％、5.16％～8.53％、3.59％～7.78％之間，根中：50.26％～79.23％、8.35％～27.96％、13.98％～32.98％、4.70％～12.36％、4.74％～10.15％。葉片中在CK及低濃度時上呈現(xiàn)細胞壁>可溶組分>蛋白組分>細胞器組分>膜組分的趨勢，高濃度時呈現(xiàn)細胞壁>可溶組分>蛋白組分>膜組分>細胞器組分的趨勢；根中呈現(xiàn)細胞壁>可溶組分>細胞器組分>蛋白組分>膜組分的趨勢。 7.各器官中重金屬含量