水稻幼苗對鉻的吸收與轉(zhuǎn)運特征研究.pdf

1、近幾十年來，隨著采礦、冶煉和制造業(yè)的快速發(fā)展，引發(fā)的農(nóng)田土壤重金屬污染已經(jīng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類健康造成了嚴(yán)重的威脅，特別南方水稻田鉻污染較為嚴(yán)重，是亟待解決的環(huán)境問題之一。雖然鉻是人和動物新陳代謝過程中必需的微量元素，但過量的鉻對動植物均有毒害作用。污染土壤中的鉻可以通過作物、動物、人體這條食物鏈積累，對食物鏈中各級生物產(chǎn)生嚴(yán)重危害。水稻是世界主要糧食作物之一，弄清水稻鉻的富集與轉(zhuǎn)運機制對糧食的安全生產(chǎn)尤為重要。本研究以水稻為對象，基于水培

2、實驗，利用ATP酶抑制劑、不同離子通道抑制劑等手段研究水稻根細(xì)胞和葉細(xì)胞對Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）吸收與植物能量代謝以及Ca2+、K+離子通道轉(zhuǎn)運體系的相互關(guān)系，結(jié)合鉻在水稻體內(nèi)亞細(xì)胞的微區(qū)分布，探明水稻對Cr的吸收與轉(zhuǎn)運機制。取得的主要研究結(jié)果如下：
　?。?）代謝抑制（P型ATP酶抑制劑，Na3VO4）對Cr（Ⅲ）脅迫下水稻幼苗的生長無明顯抑制，但對Cr（Ⅵ）脅迫下水稻幼苗的生長有明顯抑制作用，抑制率為10.1％~72.0%。解

3、偶聯(lián)劑（2,4-二硝基苯酚，DNP）對Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）脅迫下水稻幼苗的生長均產(chǎn)生了抑制作用，其抑制率分別為3.7%~100.0%、2.1%~300.0%。K+離子通道抑制劑對Cr（Ⅵ）脅迫下水稻幼苗的生長無明顯影響，但對Cr（Ⅲ）脅迫下水稻幼苗的生長有明顯抑制作用，抑制率為54.3%~57.1%。Ca2+離子通道抑制劑對Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）脅迫下水稻幼苗的生長都有抑制作用，其抑制率分別為9.6%~167.6%、32.3%~100

4、.0%。
　?。?）不同代謝抑制對不同價態(tài)Cr脅迫下的水稻幼苗鉻吸收產(chǎn)生不同作用。在水培營養(yǎng)液中添加P-型ATP酶抑制劑釩酸鈉（Na3VO4）促進了對水稻幼苗Cr（Ⅲ）的吸收但抑制了水稻幼苗對Cr（Ⅵ）的吸收，水稻幼苗中Cr含量比對照分別增加了0.8%~532.3%和減少了10.1%~72.0%，并且刺激了Cr的轉(zhuǎn)運。但在水培營養(yǎng)液中添加2,4-二硝基苯酚（DNP）抑制了水稻幼苗對Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的吸收，水稻幼苗中Cr含量比

5、對照分別降低了3.7%~100.0%和2.1%~300.0%。這說明Na3VO4刺激了水稻幼苗吸收Cr（Ⅲ），而DNP則抑制了水稻幼苗吸收鉻，但是DNP抑制Cr（Ⅲ）向上轉(zhuǎn)運，而刺激Cr（Ⅵ）向上轉(zhuǎn)運。由此可見，受試水稻品種對Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的吸收均需要能量供給。
　　（3）不同離子通道抑制水稻幼苗鉻吸收和轉(zhuǎn)運產(chǎn)生不同影響。鈣離子通道抑制劑LaCl3對水稻幼苗Cr（Ⅲ）吸收無明顯影響，但刺激Cr（Ⅲ）向葉部轉(zhuǎn)運；而對Cr（Ⅵ

6、）吸收有一定的抑制作用，但隨處理時間和部位而變；說明水稻Cr（Ⅲ）與鈣離子通道基本無關(guān)，而水稻Cr（Ⅵ）吸收與鈣離子通道有一定的關(guān)系但鈣離子通道抑制與Cr（Ⅵ）轉(zhuǎn)運無關(guān)。鉀離子通道抑制劑四乙基氯化銨（TEA）對水稻幼苗Cr（Ⅲ）吸收在短時間低濃度有抑制作用，長時間高濃度有刺激作用，對Cr（Ⅵ）吸收有抑制作用；說明水稻Cr（Ⅵ）吸收與鉀離子通道有關(guān)，可能是通過鉀離子通道實現(xiàn)吸收的，但對Cr（Ⅲ）吸收則無法確定其是否與鉀離子通道有關(guān)。