紅樹植物秋茄根系分泌物對Cd脅迫的響應(yīng).pdf

1、作為濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)中一類典型的抗性植物，紅樹植物在重金屬脅迫條件下的生理生態(tài)特性得到了廣泛的研究。已有研究表明，根系分泌物在多種植物抗重金屬毒性機(jī)制中起著重要作用，然而關(guān)于紅樹植物根系分泌物對重金屬脅迫的響應(yīng)方面的研究卻鮮見報道。本文通過人工模擬砂培秋茄(Kandelia candel(L.)Druce)幼苗，分別以0，2.5，5，10，20，40 ppm Cd脅迫處理，在不同處理時間(24h，7d)進(jìn)行取樣分析，探討Cd脅迫下秋茄幼

2、苗根系分泌物中氨基酸和低分子量有機(jī)酸以及相關(guān)生理指標(biāo)(可溶性糖、可溶性蛋白、谷胱甘肽)的變化情況。本研究旨在探索紅樹植物根系分泌物對重金屬Cd脅迫的響應(yīng)，為預(yù)測與評價重金屬Cd對紅樹植物的環(huán)境脅迫生理生態(tài)效應(yīng)，以及為紅樹林濕地的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。 本研究主要結(jié)論如下： 1.用改進(jìn)的高效液相色譜法分析10種低分子量有機(jī)酸：草酸、酒石酸、甲酸、L-蘋果酸、乳酸、乙酸、順丁烯二酸、檸檬酸、琥珀酸、反丁烯二酸。色譜條件為：Agi

3、lent1100型高效液相色譜及其色譜工作站，Agilent HC-C18(2)，Analytical4.6*250mm5-Micron型反向色譜柱，流動相為93％的25 mmolL-1KH2PO4(pH2.4)+7％甲醇的混合液，流速為0.7 ml min-1，進(jìn)樣量為20μl，柱溫25±2℃，檢測波長為210 nm，能有效的分離檢測。 2.秋茄幼苗根系分泌的有機(jī)酸總量在29.5379-43.0792 mg g-1 DWroo

4、ts，主要種類為草酸、乙酸、琥珀酸、L-蘋果酸和酒石酸。此外，在Cd脅迫處理組中還檢測到乳酸與反丁烯二酸，這在對照中并未檢測出。在所檢測的低分子量有機(jī)酸中二元酸所占的比例明顯高于一元酸和三元酸，前者的含量約為后二者之和的2-4倍。24h的短期Cd處理時，各組有機(jī)酸出現(xiàn)了類似應(yīng)激反應(yīng)的現(xiàn)象，其總量包括高濃度處理組均較對照有所上升；而7d的長時期Cd處理下，秋茄根系低分子量有機(jī)酸的分泌達(dá)到了較為穩(wěn)定的狀態(tài)，隨著Cd處理濃度的升高呈現(xiàn)先上升而

5、后逐漸降低的趨勢，于20 ppm與40 ppm處理下降至對照水平。 3.在秋茄幼苗根系分泌物中共發(fā)現(xiàn)了15種氨基酸，其中，對照組中僅檢測到7種氨基酸，且蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸僅分別在10 ppm.20 ppm.40 ppm短期Cd處理中被檢出，而Cd處理7d后僅檢測到除這3種以外的12種氨基酸。秋茄根系分泌的氨基酸總量在737.3480-1452.4637 ng g-1 DWroots，其中酪氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、異亮氨酸和

6、精氨酸含量最高。對比兩種Cd處理時間可以發(fā)現(xiàn)，隨著Cd處理濃度的增加，兩種情況下氨基酸變化趨勢相同，但長期的Cd處理(7d)較短期的Cd處理(24h)氨基酸變化幅度明顯增大，先隨著Cd處理濃度的升高而升高，在20 ppm時達(dá)到最大值，隨后當(dāng)Cd處理濃度達(dá)到40 ppm時，氨基酸總量迅速降至對照水平。 4.秋茄根系分泌物中的低分子量有機(jī)酸和氨基酸含量都隨著Cd處理濃度及處理時間的變化而發(fā)生改變，證實二者在幼苗抗Cd毒性中起著一定的

7、作用。但氨基酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低分子量有機(jī)酸的含量，這表明根系分泌物中游離氨基酸組分由于它的微量性，其在紅樹植物根際環(huán)境中的生態(tài)效應(yīng)可能是以營養(yǎng)作用為主，對重金屬解毒作用為輔。 5.在短期(24h)所有處理組中，隨著Cd脅迫濃度的增加，秋茄幼苗根系和葉片中的可溶性糖、可溶性蛋白含量以及葉片中的谷胱甘肽含量都出現(xiàn)不同程度的升高，并顯著高于對照。而在長期(7d)的Cd處理組中，三者在根系及葉片中都不同程度的出現(xiàn)先升高后降低的趨勢。表明秋