镉在水生植物中的富集与亚细胞分布及其化学形态特征

作者：杨登; 张昊; 邹慧玲; 尹晓辉; 方雅瑜; 陈楠; 魏祥东

来源：西北植物学报, 2018, 38(04): 682-689.

DOI：10.7606/j.issn.1000-4025.2018.04.0682

• 镉
• 水生植物
• 耐性机制
• 亚细胞分布
• 化学形态

以7种水生植物(长苞香蒲、水生美人蕉、黑藻、粉绿狐尾藻、花叶芦竹、香根鸢尾、水葫芦)为研究材料,构建生物塘系统,通过差速离心法和五步提取法,提取植物各亚细胞组分和不同化学形态的镉,并用原子吸收分光光度法测定镉含量,分析镉在水生植物体中富集特征,揭示植物对镉的耐性机制。结果表明:(1)水生植物根中镉富集量大于茎和叶;3种类型水生植物富集镉能力表现为沉水植物(粉绿狐尾藻、黑藻)>浮水植物(水葫芦)>挺水植物(长苞香蒲、水生美人蕉、花叶芦竹、香根鸢尾)。(2)镉在黑藻、水葫芦和花叶芦竹中的亚细胞分布量均呈现为细胞壁>可溶组分>原生质体>线粒体,所占比例分别为37.16%50.86%、20.69%31.21%、10.81%23.83%、8.15%19.83%。(3)赋存化学形态表现为以氯化钠提取态、醋酸提取态为主,所占比例分别为29.37%56.27%和15.06%36.19%。研究发现,粉绿狐尾藻、水葫芦、水生美人蕉和花叶芦竹4种植物为富集镉较好的植物,而黑藻、香根鸢尾和长苞香蒲3种植物的镉富集能力相对较弱;镉主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在于植物根的细胞壁和液泡中,以减弱镉对根细胞器和植物地上部分的毒害。

• 单位
  广东省环境保护工程研究设计院有限公司; 湖南农业大学