- 上一篇：吲哚乙酸影响拟南芥对荧蒽的吸收机制研究
- 下一篇：硫酸根自由基高级氧化技术降解土壤中抗生素的研究
1 研究背景
Cd在自然界中通常与碳酸盐或硫化物以化合物的形式存在，单质较为少见。Cd在自然界背景值通常很低[5]。研究表明镉对一些植物生长存在剂量效应[6]。即低浓度的镉能促进这些植物的生长，这种促进作用因植物物种不同而异，高浓度镉抑制植物生长[7]。实验观测发现，在高浓度镉存在情况下，植物首先表现出营养器官黄化、脱落[8]（使叶肉细胞的细胞壁着色加深，栅栏组织细胞以及海绵组织细胞的形状、大小及细胞排列的疏密程度发生改变[9]）。且植物的株高、叶长、叶宽、茎粗、干质量等生物量随着Cd 浓度的升高而下降。若Cd 的浓度过高，植物就会停止生长甚至出现枯萎的现象[10]。
镉对植物的毒害是多方面的。有研究表面Cd 元素能影响植物对各种非必需必需和必需元素和水的吸收及转运。而且能影响植物的光合作用、气孔的开放和蒸腾作用[11]，Cd元素能导致植物体内大量的如OH- 、H2O2、OH·等活性氧自由基的产生，这些活性氧自由基在高浓度水平下能氧化蛋白质、脂类、核酸，导致细胞结构受到破坏[12]。Cd 污染还可使叶绿体和可溶性总糖的含量降低,植物叶中的SOD 、CAT、PPO 、POD 和硝酸还原酶的活性在检测中都有不同程度的下降,而且使叶片DNA的合成受阻, 并在DNA提取物中检出Cd[13]。
植物对Cd的耐性机理主要有：产生抗氧化酶，由于镉会诱导植物体内产生过氧化物，破坏正常植物细胞结构，抗氧化酶可以加快这些氧化物的分解；植物可以同过产生某些大分子螯合物质和镉结合，以降低镉在细胞内的活性；区域化作用，即把镉固定在非原生质的区域内，比如液泡和细胞壁内；植物也可以分泌根际分泌物以改变镉根际土壤里的移动性和活性；植物可以通过饲养根际微生物，通过微生物的分泌物来降低土壤镉的活性[14-22]。
有关植物中镉的化学调控的研究已有较多的报告，如氢气可以清除因为植物镉胁迫产生的大量活性氧自由基从而保护细胞结构；一氧化氮可提高植物的生长量,增强幼苗叶片SOD、POD活性;提高了叶绿素和Pro含量，降低了MDA含量；也有研究表明ABA对植物活性氧自由基产生有抑制作用，并且通过调控基因表达和气孔开闭来调控植物的各种生物和非生物胁迫[23-27]；锌作为植物必需元素，对植物减少镉积累也有一定作用，有研究报告锌可以通过增加质膜的抗氧化的稳定性来增加对胁迫的抗性，但对镉吸收和积累的协同和拮抗作用随着实验材料的不同结果也往往相反[29]；乙烯对植物的镉胁迫的影响也有报道，据报道外源乙烯可以有效降低Cd胁迫环境下H202的产量以缓解Cd胁迫对幼苗的细胞膜造成的脂质过氧化损伤，并且有效降低了转移系数(TF),使Cd更多地积累在根部,缓解了Cd在地上部的积累，植物体内CAT和APX活性也有有恢复性升高[30]。
目前植物对Cd的吸收、运输和耐受机制已经有了比较深刻的认识，然而仍存在一些问题待解决，如Cd胁迫植物使其生理生化产生的正负效应的界限在哪里，植物耐Cd分子机制的深入探讨不同植物的耐性差异以及不同化学调控因素对Cd吸收的影响等等。
2 材料与方法
2．1 培养实验材料生菜
本实验采取土培和水培两种培养方式培养材料生菜，水培组分为5组重复，土培组分为3组重复。分为土培组和水培组的原因是缩短整个实验的时间，在土培中对阻镉有效果的试剂可以进一步用水培研究其机理，而水培的筛选出的试剂便可以在土培中验证*751-文*论~文'网www.751com.cn，这样不会使污染土在时间上的浪费，本实验土培和水培并没有做相互对照。