蘿卜鉛累積與化學(xué)形態(tài)分布及超微結(jié)構(gòu)的定位.pdf

1、蘿卜(Raphanus sativus L.)作為十字花科蘿卜屬，一、二年生重要的根菜類作物，在我國栽培歷史悠久，栽培面積逐年增加，而且我國已經(jīng)成為世界蘿卜生產(chǎn)的第一大國。鉛(Pb)是一種生物毒性最強(qiáng)、分布最廣泛的重金屬元素，至今未發(fā)現(xiàn)其在生物結(jié)構(gòu)和代謝活動中有任何作用，但長時間暴露在含鉛環(huán)境，會對生物體造成毒害效應(yīng)，并被國際癌癥機(jī)構(gòu)(IARC)確定為可能的致癌物。近幾年我國對鉛污染的重視進(jìn)一步提高。鉛能夠通過食物鏈的富集，對人類健康造

2、成危害。大量的研究證實，多數(shù)植物都可以吸收鉛，并積累在植物的可食用部分，但不同的植物、同種植物的不同品種，甚至不同生態(tài)型積累重金屬鉛的特性不同。盡管植物吸收、累積鉛的研究已有報道，但蘿卜受到鉛脅迫后，如何在蘿卜體內(nèi)累積、轉(zhuǎn)運以及鉛的化學(xué)結(jié)合形態(tài)和超微定位的研究還鮮有報道，這極大限制了蘿卜污染安全品種的選育。本研究以蘿卜為供試材料，研究了36個蘿卜基因型在鉛脅迫下的基因型差異以及不同濃度鉛脅迫下，蘿卜各器官中鉛積累和轉(zhuǎn)運規(guī)律;利用化學(xué)試劑

3、提取法研究鉛在蘿卜不同器官組織中的化學(xué)形態(tài);并且利用差速離心法和透射電子顯微鏡技術(shù)研究鉛在蘿卜不同組織亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的分布。主要研究結(jié)果如下:
　　采用營養(yǎng)缽育苗、水培進(jìn)行鉛脅迫的方法，研究了36個蘿卜基因型肉質(zhì)根吸收鉛的差異。結(jié)果表明，500 mg/L Pb(NO3)2的處理下，不同基因型蘿卜根部吸收Pb能力存在顯著差異，蘿卜根部Pb含量的變幅為:2108.67～15850mg/kg，平均值為7364.27mg/kg DW。高累積

4、基因型和低累積基因型鉛含量相差高達(dá)7.5倍，并篩選出鉛高累積基因型如:‘NAU-SG'、‘NAU-CH’以及低累積基因型如:‘NAU-JLCX’、‘NAU-JYCX’、‘NAU-TDQT’、‘NAU-YH’。
　　采用營養(yǎng)缽育苗、水培進(jìn)行鉛脅迫的方法，研究了不同濃度鉛脅迫在蘿卜不同器官中的積累和轉(zhuǎn)運。結(jié)果顯示:當(dāng)蘿卜受到鉛脅迫時，須根首先富集大量的鉛離子但須根吸收的鉛離子卻相對較少，但隨著處理時間增加，須根富集的鉛離子減少，吸收的

5、鉛離子增加?！甆AU-XHT’和‘NAU-YH’的根皮部分(分別為1.92～10.80％和0.15～1.74％)比根肉部分(分別為0.44～1.56％和0.11～0.19％)積累較高比例的鉛。而且，真根部分根皮(根皮有須根著生;1.44～7.88％)比根頸部分根皮（根皮上沒有須根著生，0.48～2.92％）積累更多的鉛?！甆AU-XHT’和‘NAU-YH’根頭部分也積累大量的鉛(分別為1.90～3.95％和0.53～7.31％)。從轉(zhuǎn)運

6、系數(shù)（小于0.17）可以看出大部分的鉛被滯留在地下部(83.37～99.19％)，只有少部分可以轉(zhuǎn)運到地上部。中低濃度脅迫下，葉中的鉛濃度比葉柄中的濃度高，但是隨著處理濃度升高和處理時間增加葉柄中的濃度比葉中的濃度增加迅速，在1000 mg/L Pb(NO3)2脅迫下葉柄中的濃度高于葉中的濃度。說明須根富集大量的鉛，有一部分被吸收，另有一小部分(0.81～16.63％)向各地上部轉(zhuǎn)運。而且蘿卜皮中積累較高比例的鉛，而除去皮的根肉中僅吸收

7、少量的鉛。
　　采用化學(xué)試劑提取法研究鉛在蘿卜不同組織中的化學(xué)形態(tài)。結(jié)果表明:在‘NAU-XLM’的各組織中，鉛主要以難溶的磷酸鹽（醋酸可提取態(tài)）、草酸鹽（鹽酸可提取態(tài)）以及蛋白質(zhì)和果膠質(zhì)結(jié)合態(tài)（氯化鈉提取態(tài)）存在，所占比例達(dá)到88.11～99.59％，而遷移能力較強(qiáng)的水溶態(tài)所占比例較小。‘NAU-XHT’的須根和根皮中也主要以磷酸鹽、草酸鹽以及蛋白質(zhì)和果膠質(zhì)結(jié)合態(tài)存在，比例高達(dá)90.97～97.12％，而根肉和葉中主要以草酸鹽、

8、蛋白質(zhì)和果膠質(zhì)結(jié)合態(tài)以及易溶于水的有機(jī)酸鹽存在，比例達(dá)到85.84～94.29％。另外，在三種濃度脅迫下，較低鉛累積基因型‘NAU-XHT’各組織相對較高鉛累積基因型‘NAU-XLM’含有更高比例的可溶態(tài)重金屬鉛。
　　采用差速離心法和透射電子顯微鏡(TEM)技術(shù)研究鉛在蘿卜各組織中的沉積，結(jié)果顯示:須根中大部分的鉛分布在細(xì)胞壁組分以及細(xì)胞核和葉綠體組分中，‘NAU-XLM’和‘NAU-XHT’中比例分別為87.62～93.76％

9、和93.72～95.29％，僅有少部分的鉛分布在其它組分中。在蘿卜根皮中，細(xì)胞壁組分中的含量占主要比例，‘NAU-XLM’和‘NAU-XHT’中分別為54.44～77.94％和46.22～77.73％，但在200 mg/LPb(NO3)2脅迫下，含核糖體的可溶組分中鉛含量也較高。在根肉中，鉛主要分布在細(xì)胞壁組分和可溶組分中，‘NAU-XLM’和‘NAU-XHT'比例分別為74.55～78.31％和68.28～77.10％，但隨著處理濃度