铯对印度芥菜幼苗生长的影响及其亚细胞分布和化学形态

以印度芥菜为材料,用含铯(Cs+)[8.24(CK),25,50,100,200mg·L~(-1)]的Hoagland营养液培养印度芥菜种子和幼苗,采用IMAGE-J软件测定根、茎长度,通过差速离心法、化学试剂提取法分别提取幼苗根、茎、叶各亚细胞组分及不同化学形态的Cs+,并用火焰原子分光光度计测定Cs+含量,分析Cs+对幼苗生长的影响及其亚细胞分布和化学形态,进而探讨Cs+对植物的伤害机理。结果显示:(1)Cs+对印度芥菜幼苗生长具有明显的抑制作用,根、茎的EC50(相对抑制率达到50%的Cs+浓度)分别为112.09和118.42mg·L~(-1);(2)各器官中Cs+的积累量总体表现为叶根茎;Cs+在印度芥菜中的亚细胞分布呈现为可溶性组分细胞壁组分细胞器组分,三者所占比例分别为52.86%~79.19%、20.81%~45.05%和1.43%~9.00%;(3)Cs+在印度芥菜各器官中主要以无机盐和水溶态赋存,两种形态根、茎、叶占比分别达到88.02%~92.20%、97.33%~100%和95.06%~100%。研究表明:印度芥菜积累过量的Cs+可抑制其根、茎生长,导致叶片枯萎,主要是因为Cs+在印度芥菜体内大部分以无机盐态和水溶态形式存在,使Cs+在植物体内具有较强迁移能力和毒理生物有效性,更易分布到重金属的毒性敏感区(如细胞器),导致细胞器受到功能性损伤,从而使植物表现出明显中毒症状。