胁迫时间和胁迫浓度对超积累植物印度芥菜细胞中镉分布的影响

超积累植物对重金属的区隔化作用能有效降低细胞质内金属离子的浓度,是对重金属重要的解毒机制之一,而细胞内各组织的区隔化作用大小并未取得一致性结论。本文研究了胁迫浓度和胁迫时间对超积累植物印度芥菜(Brassica juncea)细胞及亚细胞中镉分布的影响。印度芥菜幼苗分别用0.5、1.0、2.0、3.0、5.0mg/L镉胁迫1、5、7、10、14天后收获,采用电感耦合等离子体质谱法测定印度芥菜根系和叶片亚细胞中镉的含量。结果表明:镉在细胞壁中的比例占50%~64%,细胞液占22%~38%,细胞器占7%~17%,镉在细胞壁中所占比例显著高于细胞液和细胞器,证明细胞壁区隔化在镉的解毒机制中具有重要的作用。随着胁迫时间和胁迫浓度的增加,根系和叶片中亚细胞各组织中镉含量持续增加,超过7天,镉含量显著升高,说明镉对植物的危害是一个缓慢过程。印度芥菜对镉胁迫浓度的最大耐受量为1.0 mg/L,超过此浓度,植物细胞的破坏症状加重;细胞超微结构研究也表明,镉胁迫浓度超过1.0 mg/L后,细胞结构发生了不同程度的损坏,出现质壁分离、液泡增大甚至空泡化、质膜粗糙等现象,继而影响到细胞的正常功能。因此,在考察重金属对植物的危害时,要充分考虑时间和浓度梯度两个参数的协同作用。