纳米二氧化钛对镉胁迫下小白菜毒性效应的影响

摘要

为了探究二氧化钛纳米颗粒(TiO2 NPs)对镉(Cd)胁迫下植物生长生理的影响,以小白菜(Brassica rapa var.glabra)为受试植物,采用水培实验,测定了生物量、丙二醛(MDA)、叶绿素、抗氧化酶活性、超微结构及小白菜根部、地上部中Cd、Ti含量等指标.结果表明:TiO2 NPs增强了Cd对小白菜的生长抑制,株高和干质量分别降低了5.31％和29.79％(P<0.05);TiO2 NPs使Cd在小白菜根部和地上部的富集水平分别显著增加了64.86％和58.30％(P<0.05);TiO2 NPs显著加强Cd对小白菜幼苗MDA含量和过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性的影响;超微结构显示,单一Cd胁迫下小白菜幼苗叶绿体基粒片层模糊且排列紊乱;Cd与TiO2 NPs共存时小白菜根、叶细胞中有大量的TiO2 NPs团聚体,细胞壁折叠、内陷,椭圆叶绿体变圆,类囊体膨胀解体,残存的基粒和基质类囊体更加肿胀、疏松,叶绿素含量显著降低.研究表明,TiO2 NPs作为载体显著促进了小白菜根系对Cd的吸收,并使其转运至地上部,引起膜脂过氧化,破坏幼苗的叶绿体结构和抗氧化系统,增强Cd对小白菜生长的抑制作用.