桐花樹幼苗植物絡(luò)合素和植物多酚對(duì)重金屬的響應(yīng).pdf

1、本文采用盆栽砂培試驗(yàn)，研究了紅樹植物桐花樹(Aegiceras corniculatum)幼苗植物絡(luò)合素和植物多酚對(duì)重金屬Cd、Cu和Zn暴露濃度和暴露時(shí)間的響應(yīng)。分別設(shè)置Cd、Cu和Zn的暴露濃度系列為0、5、10、20、30 mg L-1，以不加重金屬為對(duì)照，培養(yǎng)期150天。對(duì)Cd、Cu和Zn暴露下，桐花樹幼苗非蛋白巰基(NPT)、谷胱甘肽(GSH)、植物絡(luò)合素(PCs)、總多酚(TP)、總縮合單寧(TCT)、可溶縮合單寧(ECT)

2、、蛋白質(zhì)結(jié)合縮合單寧(PCT)和纖維素結(jié)合縮合單寧(FBT)的響應(yīng)，以及植物絡(luò)合素在非蛋白巰基中的分布比例和各縮合單寧組分在總縮合單寧中的分布比例特征等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，進(jìn)一步探討桐花樹幼苗植物絡(luò)合素和植物多酚在其重金屬耐性機(jī)制中發(fā)揮的作用。結(jié)果表明： 1.Cd、Cu和Zn分別暴露下，桐花樹幼苗根系和葉片的非蛋白巰基(NPT)含量與空白對(duì)照相比有顯著增高，這表明在重金屬擾亂了桐花樹幼苗體內(nèi)的巰基代謝。相對(duì)于Cu和Zn而言，Cd對(duì)

3、NPT的影響最大，表明Cd對(duì)桐花樹幼苗的毒性最大。相對(duì)于根系而言，重金屬對(duì)桐花樹幼苗葉片中NPT的誘導(dǎo)效果較弱。對(duì)于Cu和Zn而言，在相同的處理濃度下，不同處理時(shí)間對(duì)桐花樹幼苗根系和葉片的NPT含量影響的差異均不明顯；只有在高濃度(30mgL-1)Cd處理組的試驗(yàn)后期觀察到NPT含量有明顯下降的趨勢(shì)。NPT作為抗氧化劑，重金屬暴露下其含量的增加對(duì)于緩解重金屬對(duì)植物造成的氧化傷害具有重要意義。 2.作為植物絡(luò)合素合成的底物，桐花樹

4、幼苗谷胱甘肽(GSH)對(duì)重金屬暴露體現(xiàn)出積極響應(yīng)℃d、Cu和Zn處理下，桐花樹幼苗根系GSH含量均明顯增高，但是在本試驗(yàn)設(shè)置的處理濃度范圍內(nèi)，重金屬對(duì)GSH含量的劑量效應(yīng)不是很明顯。除了高濃度Cd處理組的試驗(yàn)后期觀察到根系GSH含量的明顯下降之外，其他處理均沒有觀察到明顯的時(shí)間效應(yīng)℃d和Cu暴露顯著增加桐花樹幼苗葉片GSH的含量，但是Zn的影響效果不明顯。重金屬暴露促使桐花樹幼苗加強(qiáng)GSH的生物合成，為PCs生成提供前體物質(zhì)，對(duì)桐花樹幼

5、苗抵御重金屬毒害具有重要意義。 3.桐花樹幼苗根系和葉片植物絡(luò)合素(PCs)含量在重金屬暴露下顯著增高。在本試驗(yàn)設(shè)置的濃度范圍內(nèi)(0～30mgL-1)，不同濃度Cd、Cu和Zn處理對(duì)桐花樹幼苗根系PCs含量有濃度效應(yīng)，但是對(duì)葉片PCs含量影響的差異較不明顯。在Cd處理組，桐花樹幼苗根系和葉片PCs含量均隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而有明顯下降的趨勢(shì)；在Cu和Zn處理組沒有觀察到明顯的時(shí)間效應(yīng)。重金屬脅迫下，桐花樹幼苗根系PCs含量明顯高于

6、葉片PCs的含量，表明根系是PCs合成的主要部位。重金屬脅迫下桐花樹幼苗體內(nèi)PCs含量的增加，對(duì)于植物清除體內(nèi)游離的重金屬離子，緩解重金屬離子毒害起到關(guān)鍵作用。 4.重金屬暴露顯著改變PCs在NPT中的分布比例℃d、Cu和Zn處理下，隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，桐花樹幼苗根系和葉片中的PCs/NPT均有波動(dòng)上升的趨勢(shì)，表明重金屬誘導(dǎo)桐花樹幼苗體內(nèi)NPT向PCs轉(zhuǎn)化，并且隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，這一轉(zhuǎn)化反應(yīng)更明顯。 5.與對(duì)照相比，重

7、金屬暴露刺激桐花樹幼苗葉片總多酚(TP)的合成，表明重金屬暴露影響桐花樹幼苗植物多酚代謝。但是在0～30mgL-1的濃度范圍內(nèi)，重金屬對(duì)TP的劑量效應(yīng)并不明顯。本試驗(yàn)中，相同處理濃度下，Cd、Cu和Zn對(duì)TP的影響效果在統(tǒng)計(jì)水平上的差異不顯著。桐花樹幼苗體內(nèi)多酚物質(zhì)的大量合成和累積可能對(duì)植物清除體內(nèi)過(guò)多的氧自由基方面發(fā)揮重要作用。 6.在0～30mgL-1的范圍內(nèi)，桐花樹葉片可溶縮合單寧(ECT)的含量隨著暴露的重金屬濃度的增大

8、而呈單峰曲線趨勢(shì)。 7.Cd、Cu和Zn對(duì)桐花樹幼苗葉片蛋白質(zhì)縮合單寧(PCT)的影響相似：較高的重金屬暴露濃度(>10mgL-1)促進(jìn)PCT含量的顯著提高。 8.與ECT和PCT相比，纖維素縮合單寧(FCT)對(duì)重金屬的響應(yīng)規(guī)律比較特殊：桐花樹幼苗葉片F(xiàn)CT含量在重金屬暴露下呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。相同處理濃度下，F(xiàn)CT對(duì)不同重金屬的響應(yīng)沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異。 9.總縮合單寧(TCT)表現(xiàn)出和TP一樣的特征，即重金屬暴露促使