蚕豆对铯的吸收蓄积及亚细胞分布研究

采用改良水培法培养蚕豆幼苗至2片真叶,置于含铯(ρ(Cs+)8.24(CK)~200 mg·L^(-1))的营养液中处理7 d、14 d、21 d后取样。采用差速离心法分离亚细胞组分,采用原子吸收分光光度法测定根、茎、叶及各亚细胞组分的Cs+含量,分析蚕豆幼苗对Cs+的吸收蓄积及亚细胞分布特点,研究蚕豆对Cs+的富集转运特征及耐受机理。结果显示:蚕豆3种器官对Cs+的蓄积量为根>叶>茎,根对Cs+的蓄积量占总量的65.13%~83.17%,最高(ρ(Cs+)200 mg·L^(-1)时)达到518.40 mg·kg^(-1)FW(7 d)、1 949.74 mg·kg^(-1)FW(14 d)和3 614.03 mg·kg^(-1)FW(21 d);蚕豆根、茎、叶中Cs+的亚细胞分布主要集中在细胞壁和可溶性组分中,Cs+相对含量分别达到75.84%~99.06%(根)、79.06%~100%(茎)、82.95%~100%(叶);细胞核、前质体、叶绿体和线粒体等细胞器仅含少量的Cs+(<25%)。结果表明,蚕豆根、茎、叶细胞主要通过阻滞作用,将Cs+结合固定在细胞壁,并将进入细胞质基质的一部分Cs+转运到液泡内,暂时或"永久性"存贮,有效降低了细胞器、胞质溶胶(cytosol)及内含物中的Cs+含量,极大地减缓了Cs+对细胞器的功能性损伤,这是短期内蚕豆未表现出明显中毒症状的原因,也是蚕豆耐受Cs+胁迫的重要机理之一。

Sr^(2+)在印度芥菜幼苗中的富集、亚细胞分布及贮存形态研究

为研究印度芥菜对Sr2+的富集、转运特性,解释超富集植物对Sr2+的解毒和富集机理,采用水培法培养印度芥菜幼苗至两片真叶,置于含锶[ρ(Sr2+)167(CK)~350 mg·L-1]的营养液中处理7 d后取样,通过差速离心法和化学试剂提取法分离提取植物器官、细胞的亚细胞组分和不同化学形态的Sr2+,原子吸收分光光度法测定各器官(根、茎和叶)、各亚细胞组分及不同化学形态的Sr2+含量。结果显示:印度芥菜各营养器官对Sr2+的富集量为"叶>茎>根",地上部分含量占总含量的84.93%~90.46%,转移系数(TF)达到5.63~9.48;生物富集系数(BCF)达到8.21~12.34;各器官中Sr2+的亚细胞分布主要集中在细胞壁和可溶性组分中,相对含量达到95.62%~100%;细胞核、前质体、叶绿体和线粒体等细胞器仅含少量的Sr2+(<2.92%);Sr2+在印度芥菜根中主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在,茎、叶中主要以水溶性有机酸盐和一代磷酸盐的形态存在。研究结果表明:质膜转运蛋白介导的跨膜运输是印度芥菜根系吸收Sr2+的主要途径,将Sr2+以结合态的形式富集到根部,再以水溶态的形式将Sr2+经茎部转运至叶中贮存;同时,通过细胞壁的阻滞作用,将Sr2+结合固定在细胞壁,并将进入细胞质基质的一部分Sr2+转运到液泡内,暂时或"永久性"存贮;通过区域化分布有效降低了细胞器、胞质溶胶(cytosol)及内含物中的Sr2+含量,极大地减缓了Sr2+对细胞器的功能性损伤,此为印度芥菜对耐受Sr2+胁迫的重要机理之一。