Cd脅迫下兩種油菜的耐性機(jī)制研究.pdf

1、隨著工礦業(yè)的發(fā)展，鎘(Cd)污染已經(jīng)成為危害人類健康的環(huán)境問題。油菜是世界廣泛種植的主要油料作物，近年來研究表明，油菜可以作為修復(fù)Cd污染土壤的潛在植物資源。深入研究不同種類油菜Cd耐性的生理生化和分子機(jī)制，對油菜應(yīng)用于Cd污染土壤的植物修復(fù)具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。本研究以種植面積廣、產(chǎn)量高的甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L.）和耐Cd性強(qiáng)的芥菜型油菜（Brassica juncea L.）作為試驗材料，研究Cd處理對兩種油菜生長

2、特性、Cd吸收積累特點、抗氧化系統(tǒng)、Cd亞細(xì)胞分布的影響，探討不同類型油菜對Cd的耐性機(jī)制。主要結(jié)果如下:
　　(1) Cd脅迫對油菜生長狀況及Cd含量的影響
　　Cd脅迫下兩種油菜的生長狀況和Cd含量存在差異。在高于50μM Cd處理下，芥菜型油菜地上部和根系的生物量都顯著高于甘藍(lán)型油菜（P＜O.05）;Cd脅迫對油菜的根系生長具有劑量效應(yīng)，10μM Cd處理可以促進(jìn)根系的生長，25μM以上Cd濃度則會抑制根系的生長。20

3、0μM Cd處理下，芥菜型油菜的總根長、根體積和根毛數(shù)均顯著高于甘藍(lán)型油菜，其中根毛數(shù)為甘藍(lán)型油菜的6倍。芥菜型油菜地上部和根系的Cd含量均顯著高于甘藍(lán)型油菜，Cd的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和相對系數(shù)也表現(xiàn)為芥菜型油菜高于甘藍(lán)型油菜。芥菜型油菜的地上部Cd富集量大于根系，表明芥菜型油菜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Cd的能力強(qiáng)于甘藍(lán)型油菜。隨Cd處理濃度的提高，兩種油菜的光合色素和礦質(zhì)元素含量均呈現(xiàn)出下降趨勢，但甘藍(lán)型油菜的降幅大于芥菜型油菜;綜上所述，芥菜型油菜比甘藍(lán)型油

4、菜的Cd耐受力更強(qiáng)。
　　(2) Cd脅迫誘導(dǎo)的氧化損傷及對抗氧化系統(tǒng)的影響
　　Cd脅迫會對油菜產(chǎn)生氧化脅迫，表現(xiàn)為H2O2、O2·-和MDA含量增加。50μMCd處理下，甘藍(lán)型油菜的H2O2和O2·-含量迅速升高，表明抗氧化系統(tǒng)已經(jīng)不足以彌補(bǔ)Cd脅迫對甘藍(lán)型油菜造成的氧化損傷。與芥菜型油菜相比，Cd脅迫下甘藍(lán)型油菜的活性氧(ROS)積累量更高，膜脂過氧化程度更嚴(yán)重，且抗氧化劑抗壞血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量、A

5、sA/DHA比值以及抗氧化酶活性都較低，表明甘藍(lán)型油菜對Cd脅迫更為敏感，抗氧化能力較弱，對Cd的耐受能力低于芥菜型油菜。此外，隨著Cd處理濃度的增加，兩種油菜的非蛋白巰基化合物(NPTs)和植物絡(luò)合素(PCs)含量也逐漸上升，與對照相比，芥菜型油菜中Cd脅迫誘導(dǎo)的NPTs和PCs含量增幅大于甘藍(lán)型油菜，表明芥菜型油菜相對于甘藍(lán)型油菜具有更強(qiáng)的絡(luò)合自由態(tài)Cd2+的能力。
　　(3) Cd脅迫下兩種油菜中Cd的亞細(xì)胞分布
　　

6、甘藍(lán)型油菜根系和地上部Cd的亞細(xì)胞分布表現(xiàn)為細(xì)胞壁＞細(xì)胞液＞細(xì)胞器，芥菜型油菜為細(xì)胞液＞細(xì)胞壁＞細(xì)胞器。隨Cd處理濃度的增加，兩種油菜地上部細(xì)胞壁的分配比例均顯著降低，甘藍(lán)型油菜從77％降低到46％，芥菜型油菜從45％降低到30％，甘藍(lán)型油菜相對于芥菜型油菜的降幅更大。各Cd濃度處理下，芥菜型油菜地上部和根系中細(xì)胞液的分配比例均顯著高于甘藍(lán)型油菜，而細(xì)胞壁的分配比例顯著低于甘藍(lán)型油菜。通過對200μM Cd處理后的兩種油菜根尖和葉片進(jìn)行