芹菜根对镉的累积及亚细胞和化学形态分布研究.pdf

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1、北方园艺２０１７（０２）：３１～３７·试验研究·ＤＯＩ：１０．１１９３７／ｂｆｙｙ．２０１７０２００６芹菜根对镉的累积及亚细胞和化学形态分布研究邹圆，王晓龙，陈瑶瑶，陈学随，徐劼（嘉兴学院生物与化学工程学院，浙江嘉兴３１４００１）摘要：以芹菜品种“津南实芹１号”为试材，利用水培试验，对镉胁迫下芹菜生长、Ｃｄ吸收及亚细胞分布和化学赋存形态变化进行了研究。结果表明：芹菜植株地上部在Ｃｄ胁迫下并没有表现出明显的受毒害症状，但在高浓度Ｃｄ（４０ｍｇ·Ｌ－１）胁迫的环境下根系生长明显受到抑制。根系对Ｃｄ具有较强的积累能力，富集Ｃｄ的比例分配趋势表现为可溶性组分＞细胞壁＞细胞器，

2、分析表明随着营养液中Ｃｄ浓度的增加，可溶性组分和细胞壁组分中Ｃｄ含量均显著增加，最高含量可达４７．８４ｍｇ·ｋｇ－１－１ＦＷ和１１３．６０ｍｇ·ｋｇＦＷ。Ｃｄ浓度的变化对芹菜根组织中Ｃｄ化学形态分布的变化也有明显影响，当Ｃｄ浓度≤２０ｍｇ·Ｌ－１时，ＮａＣｌ提取态Ｃｄ所占比例最高（３２．４５％～４１．０７％），说明与蛋白质、果胶酸类物质相结合或吸附的Ｃｄ比例较高；但当Ｃｄ浓度达到４０ｍｇ·Ｌ－１时，Ｃ提取态Ｃｄ所占比例达到最高水平（６２．３０％），说明高Ｃｄ胁迫会造成２Ｈ５ＯＨ细胞壁及质膜透性的增加，使Ｃｄ能以活性态存在于胞内；在所有Ｃｄ处理条件下ＨＣｌ提取态Ｃｄ和Ｈ

3、Ａｃ提取态Ｃｄ含量最低，说明芹菜根细胞壁中难溶性磷酸盐和草酸类物质含量较低，因而对Ｃｄ的固定化作用有限。关键词：镉（Ｃｄ）；芹菜；积累；化学形态；亚细胞分布中图分类号：Ｘ１７１．５；Ｘ５０３．２３文献标识码：Ａ文章编号：１００１－０００９（２０１７）０２－００３１－０７随着我国经济建设的快速发展，由重金属造成联。因此，开展重金属在植物不同器官组织中的亚的土壤环境污染问题正逐步凸显，其中镉（Ｃｄ）污染细胞分布和存在形态研究有利于明晰其迁移转化机［１－２］的问题显得尤为突出。与其它重金属相比，Ｃｄ在理，解释植物对其富集或耐性及解毒机制。目前有［３］环境体系中的移动性强且毒

4、性大，很容易在农产关Ｃｄ的活性形态、亚细胞分布及其影响已经成为研品中累积并对其产生毒害作用。如研究发现土壤中究的热点问题。如有研究发现低Ｃｄ累积型水稻品的Ｃｄ浓度与其在蔬菜中的含量水平间存在一定的种其根中可溶性Ｃｄ的含量水平明显低于高Ｃｄ累积［４－５］正相关性。但仅利用重金属的总量分布则无法品种，而且水提取态Ｃｄ、乙醇提取态Ｃｄ的含量百分客观、全面地评估其生物有效性及对生物的毒性作比也较高Ｃｄ积累品种低，而盐酸和醋酸提取态Ｃｄ［６－７］用。而重金属在植株体内的迁移及其毒性作用与重的含量则相对较高；矿山生态型和非矿山生态型金属在组织中的亚细胞分布及化学形态存在密切关水蜈

5、蚣草吸收的Ｃｄ绝大部分存在于细胞壁中，细胞［８］器中Ｃｄ含量则较少；对Ｃｄ具有耐性的大麦品种第一作者简介：邹圆（１９９５－），女，江西抚州人，本科，研究方向其组织细胞器中的Ｃｄ含量比敏感品种低，而细胞壁为土壤重金属植物污染化学及农产品安全。Ｅ－ｍａｉｌ：中的Ｃｄ含量水平则较敏感品种高，此外在敏感品种ｚｏｕｙｕａｎ１３２＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ．中Ｃｄ大部分是以水溶态形式存在，耐性品种中与蛋责任作者：徐劼（１９７５－），男，博士，讲师，现主要从事土壤重金白质和果胶酸（盐）类物质相结合的Ｃｄ含量水平较属植物污染化学及农产品安全等研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｊｉｅ１６８８敏感品种

6、高，而无机和水溶态Ｃｄ含量则明显低于敏＠１２６．ｃｏｍ．［９］基金项目：嘉兴市科技计划资助项目（２０１２ＡＹ１０４６）；嘉兴学感品种。院重点“ＳＲＴ计划”资助项目（８５１７１５０５９）。目前关于蔬菜的重金属污染问题国内外已有收稿日期：２０１６－０９－２６大量研究报道，但这些研究工作更多的是侧重于对３１·试验研究·北方园艺２０１７（０２）：３１～３７蔬菜吸收重金属总量的调查研究。芹菜（Ａｐｉｕｍ进行。ｇｒａｖｅｏｌｅｎｓＬ．）属伞形科一二年生草本植物，在我国１．３．２镉化学结合形态分离提取芹菜根组织中［１０］种植较广泛。段敏等的研究结果表明芹菜对ＣｄＣｄ形态的提取分离采

7、用改进的化学试剂逐步提取［１５］具有一定的富集能力。后续研究发现相较于地上法。将０．５０００ｇ芹菜根样置于研钵中，加入２０ｍＬ［１１］部，芹菜根系对Ｃｄ的累积量更大。为此，该试验提取剂研磨成匀浆后转入离心管，在２５℃条件下进运用试剂逐提法和差速离心技术探究了Ｃｄ胁迫下行恒温振荡浸提，１８ｈ后离心分离（５０００ｒ·ｍｉｎ－１、芹菜根组织中Ｃｄ的化学形态特征和亚细胞分布，旨１０ｍｉｎ）并回收上清液。残渣再次加入等量提取剂后在为探究芹菜对Ｃｄ的适应性提供信息，同时也为蔬继续震荡提取，并每隔２ｈ更换１次提取剂（重复３菜的重金属污染防治提供理论参考。次），合并