Sr2+在印度芥菜幼苗中的富集、亚细胞分布及贮存形态研究

摘要

为研究印度芥菜对Sr2+的富集、转运特性,解释超富集植物对Sr2+的解毒和富集机理,采用水培法培养印度芥菜幼苗至两片真叶,置于含锶o (Sr2+) 167(CK)～350 mg· L-1]的营养液中处理7d后取样,通过差速离心法和化学试剂提取法分离提取植物器官、细胞的亚细胞组分和不同化学形态的Sr2+,原子吸收分光光度法测定各器官(根、茎和叶)、各亚细胞组分及不同化学形态的Sr2+含量.结果显示:印度芥菜各营养器官对Sr2+的富集量为"叶＞茎＞根",地上部分含量占总含量的84.93％～90.46％,转移系数(TF)达到5.63 ～9.48;生物富集系数(BCF)达到8.21 ～12.34;各器官中Sr2+的亚细胞分布主要集中在细胞壁和可溶性组分中,相对含量达到95.62％～100％;细胞核、前质体、叶绿体和线粒体等细胞器仅含少量的Sr2+(＜2.92％);Sr2+在印度芥菜根中主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在,茎、叶中主要以水溶性有机酸盐和一代磷酸盐的形态存在.研究结果表明:质膜转运蛋白介导的跨膜运输是印度芥菜根系吸收Sr2+的主要途径,将Sr2+以结合态的形式富集到根部,再以水溶态的形式将Sr2+经茎部转运至叶中贮存;同时,通过细胞壁的阻滞作用,将Sr2+结合固定在细胞壁,并将进入细胞质基质的一部分Sr2+转运到液泡内,暂时或"永久性"存贮;通过区域化分布有效降低了细胞器、胞质溶胶(cytosol)及内含物中的Sr2+含量,极大地减缓了Sr2+对细胞器的功能性损伤,此为印度芥菜对耐受Sr2+胁迫的重要机理之一.