不同耐铬性青菜中Cr~(6+)的亚细胞分布及其耐性机理

为探明青菜对Cr6+的吸收及其耐性机理,选取2个不同耐铬(Cr)性青菜品种‘美加华’(Cr耐性品种)和‘三月慢’(Cr敏感品种)进行水培试验,比较0、10、50和100μmol·L~(-1) Cr~(6+)处理下青菜地上部和根系Cr含量、Cr的亚细胞分布、非蛋白巯基(NPT)、植物螯合肽(PCs)和抗氧化酶活性的差异。结果表明:(1)2个青菜品种地上部Cr含量显著小于根系的含量,且‘美加华’根系Cr含量、Cr的根系滞留率、地上部和根系细胞壁中Cr含量与总Cr含量的比值均显著大于‘三月慢’,而其可溶性Cr含量与总Cr含量的比值显著小于‘三月慢’。(2)Cr~(6+)处理显著增加了青菜地上部NPT和PCs的含量,且‘美加华’增加的幅度显著高于‘三月慢’。(3)低浓度的Cr~(6+)(10μmol·L~(-1))能够提高青菜SOD、POD和CAT的活性,且‘美加华’的增幅大于‘三月慢’;而高浓度的Cr~(6+)(100μmol·L~(-1))显著降低了SOD、POD和CAT的活性,且‘美加华’的降幅小于‘三月慢’。研究认为,在Cr~(6+)胁迫条件下,与青菜品种‘三月慢’相比品种‘美加华’能将更多的Cr分布于根和细胞壁中,减少了跨膜进入细胞内的Cr,并且具有较高的抗氧化酶活性和PCs含量,从而表现出更强的耐Cr~(6+)性。     

外源硅对甘蓝镉毒害的缓解机制研究

通过水培实验,以耐镉(Cd)性不同的甘蓝品种‘绿丰’(Cd敏感性)和‘牛心’(Cd耐性)为材料,研究外源硅(Si)对Cd胁迫下甘蓝生长、Cd含量、养分吸收、光合特性和抗氧化酶活性的影响,以揭示外源硅对甘蓝镉毒害的缓解作用机制。结果表明:(1)与对照相比,Cd胁迫显著抑制了甘蓝植株的生长,降低了植株体内营养元素(Mg、Fe、Mn、Cu)的含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)]的活性和叶片的光合效率;并且显著增加了甘蓝植株内丙二醛(MDA)的含量。(2)与单独Cd处理相比,外源Si显著提高了甘蓝植株的生物量、地上部营养元素的含量以及光合参数[净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及蒸腾速率(Tr)]、荧光参数值[原初光能转化效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)]、光合色素含量和抗氧化酶活性;同时显著降低了甘蓝植株内MDA含量及Cd由根系向地上部的转运。研究发现,在镉胁迫环境下,外源Si可以通过降低Cd在甘蓝地上部的含量,提高抗氧化酶活性来降低膜脂过氧化,促进养分的吸收和转运,增强光合作用效率,从而缓解Cd对甘蓝生长的毒害。