碱蓬和滨藜对镉和钠吸收、转运及亚细胞分布特性的比较研究

采用水培试验方法,比较了不同类型盐生植物碱蓬和滨藜的Cd耐性,研究了两者对Cd和Na的富集规律及亚细胞水平上的Cd解毒机制差异。结果表明,Cd胁迫下碱蓬和滨藜的根长、株高及干重等均受到不同程度的抑制,两者的表观毒害症状及对Cd的响应敏感度也存在明显差异;根系耐性指数可以作为评价两者Cd耐性的指标,碱蓬表现出更强的Cd耐性。另外,除1μmol·L-1Cd胁迫下,碱蓬根表的单位面积Cd吸附量均显著高于滨藜;两者吸收的Na大量转运至地上部,吸收的Cd则主要富集在根部,但碱蓬对Cd的转运能力比滨藜弱。亚细胞分布分析发现,两种盐生植物各器官中Cd均主要分布于细胞壁,其次为胞液;细胞壁的固定为两者亚细胞水平上的主要Cd解毒机制,且碱蓬不同器官细胞壁的固定能力比滨藜强,根部Cd亚细胞分布特性对Cd从根部向地上部转运有显著影响。Cd胁迫除产生直接毒害外,也影响碱蓬和滨藜地上部及根部的Na含量,干扰了两者不同器官及亚细胞水平上的正常Na稳态。

不同土壤的还原状况对铁镉形态转化和水稻吸收的影响

采用土壤-蛭石联合培养,以填充蛭石的网袋模拟根际,置于红壤、水稻土、盐土中后淹水栽培水稻13 d。试验结果表明,水稻栽培期间,红壤、水稻土、盐土pH变化范围分别为6.05～6.78、6.47～7.33、6.42～7.44;有机质处理下,除红壤根际pH明显升高外,其余土壤根际和非根际pH均有所下降。各土壤对照根际Eh保持在233～385 mV;有机质处理使根际Eh下降,同时也导致除盐土外的非根际Eh上升。土壤还原溶解Fe与蛭石吸附Fe的90%以上均来自铁锰氧化物结合态铁(Oxide-Fe)组分,与溶液Eh、pe+pH均有显著相关性,表明两表面同为Fe的氧化还原反应,但方向相反。水稻根表Fe膜的形成与根际氧化还原状况有关,在对照根际(高Eh)环境下,根表Fe含量随pH升高而降低,在有机质处理根际(低Eh)环境下则随pH升高而升高;在红壤中,根表Fe膜阻碍Fe的吸收,在水稻土和盐土中,根表Fe膜促进Fe吸收。根表Cd含量与根内Cd、地上部Cd有显著正相关;在红壤中,根表Fe膜阻碍了水稻Cd的吸附和吸收;水稻土和盐土中,根表Fe膜促进了水稻Cd的吸附和吸收。

缺硫对镉胁迫下水稻幼苗非蛋白巯基物质含量和谷胱甘肽硫转移酶活性的影响

通过设置缺硫(S)处理,研究了镉(Cd)胁迫下水稻生长情况、幼苗Cd和非蛋白巯基含量以及谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性的动态变化.结果表明:Cd胁迫明显抑制了水稻生长,显著诱导了巯基物质[非蛋白巯基(NPT)、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PC)]的合成,GST活性表现出先升后降的趋势.缺S处理下,尽管水稻根部对Cd的吸收和向地上部的转运都有所增加,但Cd胁迫程度并未明显增强,巯基物质含量明显降低,根部GST活性提高.表明巯基物质和GST在水稻抗Cd胁迫过程中互为补充,在一定程度上减轻了Cd的毒性效应.