鎘脅迫對二種不同耐性豆科植物生長與活性氧代謝的影響及水楊酸對鎘毒害的緩解效應(yīng).pdf

1、鎘(Cd)是對植物最具毒害作用的環(huán)境污染物之一，它可干擾植物的許多生理生化過程，如干擾光合作用、呼吸作用、氮和蛋白質(zhì)代謝以及營養(yǎng)元素的吸收。
　　 本研究以10種豆科植物為材料，采用溶液培養(yǎng)法對其進行了Cd耐性的對比研究。種子萌發(fā)和幼苗生長的結(jié)果表明：綠豆（Phaseolus aureus）是Cd敏感植物，箭舌豌豆（Vicia Sativa）是Cd耐性植物。
　　 研究了10-100μMCd(CdCl2)浸種12h對萌發(fā)

2、的綠豆和箭舌豌豆種子內(nèi)以及100μM Cd處理幼苗3d對幼苗葉片中一些生理生化特性的影響。結(jié)果表明：≥50μMCd處理降低了綠豆和箭舌豌豆萌發(fā)種子內(nèi)蛋白酶活性和游離氨基酸含量，但增加了其中的硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物（TBARS, Thiobarbituric acid reactive substances）含量；100μM Cd降低了二種植物的根系活力、葉片的葉綠素含量及光合作用、硝酸還原酶活性和硝態(tài)N、Ca、Mg、Fe、Zn和Mo元素的

3、含量。這些參數(shù)的降低在綠豆幼苗中較為明顯。
　　 研究了100μM Cd(CdCl2)處理期間綠豆和箭舌豌豆葉的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase， SOD)、抗壞血酸過氧化物酶(Ascorbate peroxidase， APX)、過氧化氫酶(Catalase， CAT)、谷胱甘肽還原酶(Glutathione reductase, GR)和愈創(chuàng)木酚過氧化物酶(Guaiacol peroxidase, G

4、POD)活性以及還原型谷胱甘肽(Reducedglutathione,GSH)和抗壞血酸(Ascorbic acid, ASC)含量的變化。結(jié)果表明：在Cd處理9d期間，綠豆和箭舌豌豆葉的SOD、APX和CAT的活性以及綠豆葉GR活性呈先升后降的趨勢，而綠豆和箭舌豌豆葉的GPOD以及箭舌豌豆葉的GR活性呈上升趨勢。與此同時，綠豆葉的GSH和ASC含量呈下降的趨勢，箭舌豌豆葉的GSH則先稍有下降、后升到對照的水平，ASC含量的變化不明顯。

5、與綠豆相比，CAT、APX和SOD活性在箭舌豌豆葉中較高。
　　 采用組織化學染色法觀察了100μM Cd( CdCl2)處理6d后綠豆和箭舌豌豆幼苗葉內(nèi)超氧陰離子(O2·-)和過氧化氫(H2O2)的積累。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Cd處理明顯增加了二種植物葉片中O2-和H2O2的量、質(zhì)膜NADPH氧化酶活性以及共質(zhì)體和質(zhì)外體中SOD和APX的活性；二種植物葉片中，尤其是綠豆葉片質(zhì)外體的GPOD明顯升高；依賴于H2O2的CeCl3沉淀顆粒主要定

6、位在細胞壁和胞外空間，少量的定位于葉綠體中，依賴于O2.-的二甲基聯(lián)苯胺(DAB)沉淀顆粒主要定位于葉綠體、細胞壁以及胞外空間，這表明Cd處理使二種植物葉產(chǎn)生了O2·-和H2O2，且在綠豆的葉綠體和胞外空間生成的較多。
　　 采用NADPH氧化酶的抑制劑二苯基碘(DPI)和POD的抑制劑疊氮化鈉(NaN3)的研究結(jié)果表明：在二種植物葉內(nèi)，Cd誘導積累的ROS主要來源于質(zhì)膜NADPH氧化酶和質(zhì)外體過氧化物酶。和箭舌豌豆葉相比，綠豆

7、葉中Cd誘導產(chǎn)生的O2.-和H2O2、質(zhì)膜NADPH氧化酶和質(zhì)外體過氧化物酶活性升高更明顯。相比之下，箭舌豌豆葉共質(zhì)體有較高的SOD和APX活性。
　　 研究了水楊酸(Salicylic acid， SA)對Cd毒害的可能性緩解作用。結(jié)果顯示：50μM Cd(CdCl2)明顯增加了綠豆和箭舌豌豆根系中電解質(zhì)泄漏率和TBARS含量。100μM SA浸種16 h或預(yù)處理幼苗16h緩解了Cd對二種植物生長的抑制作用，降低了Cd造成的氧