青菜、大白菜对Cd耐性及吸收积累差异的研究

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采用溶液培养结合土壤培养的方法,研究了青菜和大白菜对Cd的耐性差异、Cd处理对青菜和大白菜生理生化的影响以及外源谷胱甘肽(GSH)对Cd毒害的缓解作用。结果表明:青菜和大白菜具有较强的吸收和积累重金属Cd的能力,与青菜相比,大白菜对Cd污染具有较强的耐性,同时大白菜比青菜具有更高的吸收和积累Cd的能力。相对而言,大白菜胶白6号在Cd胁迫下,表现出较好的耐性且地上部含Cd量较低,可能是受Cd污染土壤上适宜种植的蔬菜品种。 Cd处理下,青菜和大白菜受到明显的毒害作用,抑制种子萌发、胚根及幼苗根系伸长、降低叶绿素含量、增加MDA含量。与大白菜相比,青菜对Cd反应更敏感。 50 μmol/L Cd处理下,随着时间的延长,青菜和大白菜叶片内SOD活性上升,而POD的活性先下降,3天后上升;0-100 μmol/L Cd处理7天后,无论是青菜还是大白菜叶片内SOD和POD活性都会升高,而两种植物之间并没有显著差异。 水培条件下,无论是青菜还是大白菜其根系的Cd含量都远远超过相同处理下地上部Cd含量。而根系所积累的Cd,大部分是与细胞壁结合的;与大白菜相比,青菜根系细胞壁具有较强的吸附Cd的能力。相同处理下,大白菜地上部的Cd含量显著高于青菜,且可溶性Cd含量也显著高于青菜。 50 μmol/L Cd处理下,无论是青菜还是大白菜根系细胞质膜和液泡膜H~+-ATPase活性都升高,50 μmol/L Cd处理下,施加ATP合成抑制剂DNP,可以降低大白菜和青菜体内的Cd含量,因此我们推测青菜和大白菜吸收和运输Cd也可能是一个需能主动的过程。 50 μmol/L Cd处理下施加20 mg/L外源GSH可以明显的缓解植物Cd毒害症状,表现为根系伸长生长受抑制减轻;叶片叶绿素含量上升;叶片内MDA含量降低。与大白菜相比,外源GSH对青菜Cd毒害的缓解效果较明显。但外源GSH对两种植物叶片内SOD和POD活性的影响没有明显不同。50 μmol/L Cd处理可以增加青菜和大白菜根系内非蛋白巯基化合物(NPT)含量,外源GSH处理可以进一步提高Cd处理下植物根系内的NPT含量,GSH可作为合成植物螯合肽(PCs)的原料。同时,外源GSH可以增加Cd在植物根系中的积累、降低Cd向植物地上部的运输。因此,外源GSH缓解Cd毒害的机制之一可能是外源GSH促进根系PCs的合成,增加与Cd的螯合,从而降低了植物地上部的Cd含量。
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