抗氧化酶和植物螯合肽对苎麻重金属Cd胁迫的应答

摘要

为了探究抗氧化酶和植物螯合肽在苎麻耐镉生理机制中的作用,本研究以苎麻耐性品种‘川苎8号’为实验材料,对其进行5、25、50mg/L的镉处理,7d后分别测定其生物量、镉含量、抗氧化酶活性、植物螯合肽含量以及相关基因表达量。结果表明5 mg/L镉处理‘川苎8号’的株高、根长与生物量受到促进,25、50 mg/L镉处理下‘川苎8号’的株高、根长与生物量受到抑制,‘川苎8号’主要将镉积累在根部,不同镉处理下转运系数均小于1,25 mg/L镉处理时镉积累量与转运系数均显著高于其他处理;镉胁迫后‘川苎8号’地上部和地下部超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高,丙二醛(MAD)活性显著降低,过氧化氢(H2O2)含量显著上升;5、25 mg/L镉处理时地下部植物螯合肽(PCs)与谷胱甘肽(GSH)含量显著低于对照,50 mg/L镉处理时高于对照但未达到显著差异;PCs和GSH在地上部和地下部承担着不同的解毒作用;各浓度处理的地上部BnPCS1相对表达量均与镉含量呈极显著正相关(P<0.01),高浓度(25、50 mg/L)处理的地上部BnGCL1相对表达量与镉含量呈正相关(P<0.01);低浓度(5 mg/L)处理下SOD活性显著高于对照,与各部位镉含量均呈极显著正相关(P<0.01),高浓度镉处理时地下部SOD活性与镉含量呈极显著负相关(P<0.01),地下部PCs含量与镉含量呈极显著正相关(P<0.01)。综合分析说明,‘川苎8号’在低浓度镉胁迫时主要通过激活抗氧化酶活性消除细胞中自由基的毒害,高浓度镉胁迫时通过调节抗氧化酶活性和PCs与GSH合成解除镉的毒害。