铜对梭鱼草叶片保护酶活性、抗氧化物质及非蛋白巯基肽含量的影响

以溶液培养法研究了不同浓度(0、5、10、20 mg·L-1)铜处理下梭鱼草(Pontederia cordata)叶片抗氧化酶活性、抗氧化物质及非蛋白巯基化合物含量的变化,明确铜处理下梭鱼草叶片细胞氧化还原状态的调控活性,为揭示梭鱼草对铜处理的耐性与解毒机制提供理论基础。结果表明:随铜浓度增加和处理时间延长,叶片丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量呈上升趋势,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性均呈先上升后下降趋势,过氧化物酶(peroxidase,POD)、脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR)活性均呈上升趋势,而较长时间铜处理导致过氧化氢酶(catalase,CAT)活性显著下降(P<0.05)。铜处理初期可诱导叶片中抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)的积累,而低浓度铜(≤10 mg·L^-1)对叶片脱氢抗坏血酸(dehydroascorbic acid,DHA)含量无显著影响(P>0.05)。随胁迫时间延长,叶片非蛋白巯基总肽(total non-protein thiol,NPT)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量增加,植物螯合肽(phytochelatins,PCs)含量则呈先上升后降低趋势。低浓度(≤10 mg·L^-1)、短时间铜处理可以增强梭鱼草叶片细胞氧化还原状态的调控活性,提高细胞抗氧化胁迫能力,增强植株对铜处理的耐性。然而,这种促进效应会被较高浓度、较长时间铜处理破坏。

铯对印度芥菜和菊苣植物螯合肽和金属硫蛋白含量的影响

以133Cs作为污染源,溶液培养印度芥菜和菊苣幼苗,研究植物螯合肽(phytochelatins,PCs)、金属硫蛋白(metallothionein,MT)等含巯基肽类物质与Cs+胁迫毒理的内在联系。采用改良水培法培养印度芥菜和菊苣长至两片真叶,置于含铯[ρ(Cs^+)0~200 mg·L^(-1)]的营养液中培养一段时间后取样,测定幼苗地上部和根系生物量,采用火焰原子吸收分光光度法测定Cs^+富集量,5,5’-二六硝基苯甲酸(DTNB)比色法测定PCs和MT含量。结果显示:随着Cs^+浓度[ρ(Cs+)25~200 mg·L^(-1)]增加,印度芥菜和菊苣地上部和根系生物量显著降低(P<0.05),印度芥菜的生物量降低幅度小于菊苣;Cs^+的富集量均显著增加,印度芥菜对Cs^+富集量大于菊苣,印度芥菜地上部、菊苣根系分别是Cs^+的主要蓄积部位;非蛋白巯基肽类(non-protein thiol,NPT)、植物螯合肽(PCs)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和金属硫蛋白(MT)含量变化均呈现先升后降的趋势,均表现为根系>地上部,印度芥菜>菊苣。当ρ(Cs^+)100 mg·L^(-1)时NPT、PCs、GSH和MT达最大值。结果表明,菊苣对Cs^+处理敏感,印度芥菜具有较强的吸收和转运Cs^+的能力,Cs^+处理诱导合成PCs、GSH和MT含量显著增加,这是印度芥菜对Cs^+耐性较强的主要原因。

高低镉积累棉花品种生理生化特性研究

为了探究不同浓度镉胁迫对棉花幼苗非蛋白巯基肽类(NPT)、植物螯合肽(PCs)、金属硫蛋白(MT)和谷胱甘肽(GSH)等含巯基类物质与镉胁迫毒理的内在联系,在漂浮育苗条件下,对镉(Cd)积累不同的棉花品种单16和11-20进行研究。结果表明,Cd处理提高了棉苗根、茎和叶中NPT和PCs含量。根中NPT含量11-20显著低于单16,茎中NPT含量则11-20显著高于单16,叶中NPT含量在镉处理浓度由150μmol/L提高到300μmol/L时,两品种根中NPT含量增加,茎中NPT含量略有下降,而在叶片中的NPT含量,表现为单16略增加,11-20略降低。棉苗根中GSH含量表现为先增后减,茎中则表现为先减后增,均为11-20品种GSH含量高于单16。棉苗各器官中PCs含量随着镉浓度的增加而增加。棉苗根和叶中PCs含量均为单16显著高于11-20,茎中PCs含量则相反。2个棉花品种NPT、PCs和GSH含量均表现为根>茎>叶。Cd处理显著提高了棉苗根、茎和叶中MT含量,均表现为叶>茎>根。11-20的MT含量显著高于单16,较高的镉浓度(300μmol/L)处理可诱导棉苗MT合成量增加。