镉诱导植物的自由基过氧化损伤

紫羊茅(Festuca rubra L.)有对重金属敏感(“S59”)和忍耐(“Merlin”)两个品种。以0～2.5mmol/LCd^(2+)的营养液分别培养“S59”和“Merlin”幼苗,随着Cd^(2+)浓度增加和处理时间延长,幼苗生长量相应下降。0.25mml/L Cd^(2+)对“S59”的生长抑制与0.5mmol/L Cd^(2+)对“Merlin”的抑制相似,表明“Merlin”比“S59”更能耐受Cd^(2+)的毒害。在Cd^(2+)抑制生长的同时,幼苗的MDA(丙二醛,膜脂过氧化产物)和POD(过氧化物酶)活性急剧上升,CAT(过氧化氢酶)和SOD活性降低,蛋白质含量明显下降。MDA大幅度上升是Cd^(2+)培养幼苗突出的生理变化之一,2.5mmol/L Cd^(2+)培养幼苗6d,“Merlin”的MDA为对照的209％,而“S59”为对照的243％。MDA的积累与培养幼苗的Cd^(2+)浓度成密切正相关,与幼苗的生长量呈负相关。当SOD活性平稳或略为上升时,MDA稳定;SOD活性开始下降,MDA便急剧上升。很可能自由基和MDA在Cd^(2+)毒害植物中充当了重要的角色。

紫羊茅重金属抗性和敏感品种中类金属硫蛋白基因的鉴定及表达初探

重金属对生命机体的作用具有双重性。一方面,作为多数辅酶的辅助因子对细胞的正常代谢必不可少;另一方面,当重金属超过一定的浓度时对细胞有较大的毒性。在长期的进化过程中,生物可能形成一种调节细胞内重金属浓度的机制。这种机制在动物和真菌中被认为同金属硫蛋白(metallothionein,MT)的作用密切相关。植物中也存在类似的与重金属结合的低分子量蛋白(heavy metal binding pep-tide)。最近对拟南芥菜和水稻中类金属硫蛋白(MT-like)基因的研究证实其作用与动物MT相似。紫羊茅品种“Merlin”是一种从锌铅矿区的重金属污染地采集的单子叶草种,对镉和铜的抗性都较高,分别达到50mg/L和30mg/L,而5mg/L Cd^(2+)或2mg/L Cu^(2+)便可抑制敏感品种“S59”的正常生长。