花生吸收和轉運鎘的生理機制.pdf

1、論文采用營養(yǎng)液培養(yǎng)實驗和盆栽實驗,研究鎘脅迫對5個品種花生(?；?號、魯花8號、奇山208、徐花13和鄭紅3號)根系形態(tài)、根系中鎘亞細胞分布、木質部和韌皮部中有機酸種類的影響,分析這些指標與花生植株鎘的積累、轉運和籽實鎘含量之間的關系,旨在初步闡明花生對鎘吸收、轉運和積累的生理機制。主要研究結果如下:
　　(1)在 Cd處理濃度為0、2、20μM下,測定5個品種花生的生物量、Cd積累和根系形態(tài),以研究根系形態(tài)和 Cd吸收、轉運之間

2、的關系。研究結果表明:不同花生品種在植物生長、根系形態(tài)和Cd積累之間存在差異性。過量的Cd大幅度減少根的長度(RL)、表面積(SA)、比根長(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根徑級的時候,RL和 SA顯著減少;RL根系總鎘含量呈正相關;RD和根系 Cd含量、地上部分 Cd含量呈負相關;RD與地上部分Cd含量、SA和地上部分總Cd含量均成負相關;SRL和根系Cd含量、地上部分Cd含量及地上

3、部分總Cd含量之間成負相關;且細根在花生吸收Cd的過程中起到至關重要的作用。細根多的品種(?；?號和鄭紅3號)Cd積累能力較強。由此說明根系形態(tài)和植株Cd積累之間存在一定的相關性。
　　(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胞組分中Cd分布,了解Cd在植物體內的分布和轉運的特點。研究結果表明:對2個花生品種,Cd在細胞壁、細胞器和可溶態(tài)分布的動力學可以通過米氏加上線性模型表示。可溶態(tài)組分中 Cd占百分比動

4、力學可用米氏加線性模型表示,而細胞壁組分中Cd占百分比的動力學則用指數(shù)線性組合模型表示。高Cd積累品種(?；?號)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。本研究證實了低親和力轉運系統(tǒng)的存在,并確認 Cd在可溶態(tài)組分中比例最高,可能會減少Cd的轉移。?；?號地上部分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運導致的。
　　(3)研究5個花生品種在Cd處理下,根系中可溶

5、性組分、木質部中有機酸的含量,分析Cd從根系向地上部分轉運的影響因素。結果表明:花生根系可溶性蛋白質、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,與遷移指數(shù)呈負相關。說明Cd在進入根系之后,就和細胞中的氨基酸、多糖結合,從而被固定在細胞壁中,或轉運到液泡中在液泡中貯存。Cd脅迫下,根系和木質部汁液中有機酸主要為草酸和EDTA兩種。其中根系草酸

6、、EDTA和根系Cd含量呈正相關,和TF呈顯著負相關。有機酸和Cd發(fā)生絡合反應,有利于其向地上部分轉運。木質部汁液中草酸、EDTA的含量與木質部汁液中Cd含量存在正相關性,和地上部分Cd含量無相關性,說明這兩種有機酸參與Cd長途運輸過程,但是這種絡合物不是Cd從根系向莖葉轉運的主要形式。
　　(4)通過對不同發(fā)育時期花生葉片和韌皮部中組分和植株 Cd含量、籽粒Cd含量的測定,研究籽粒 Cd積累的有關因素。研究結果表明:地上部分 C