旱柳根系细胞壁多糖和抗氧化系统对镉的响应

作者：曾小仪; 庞璐; 陈韵如; 田兴军^*

来源：西南农业学报, 2020, 33(11): 2635-2642.

DOI：10.16213/j.cnki.scjas.2020.11.032

• 植物修复
• 果胶
• 半纤维素
• 果胶甲酯酶
• 氧化应激

【目的】研究旱柳(Salix matsudana Koidz)根系细胞壁多糖对根系富集镉(Cd)的重要作用以及抗氧化系统表征的耐受性对Cd的响应,为植物富集技术的发展提供理论支撑。【方法】旱柳插条分别在含有Cd浓度为0μmol/L(CK)、25μmol/L(Cd25,低浓度Cd)和75μmol/L(Cd75,高浓度Cd)的营养液中培养。测定生长指标、Cd含量、细胞壁多糖含量和氧化应激指标。【结果】高浓度Cd会显著减少旱柳的生物量、茎长和根长。根系是旱柳积累Cd的主要部位,其积累Cd的能力与根系细胞壁多糖的含量和结构密切相关。Cd25和Cd75处理的果胶含量和果胶甲酯酶活性显著高于对照。Cd25处理的半纤维素2的含量以及Cd75处理的半纤维素1的含量显著高于对照。此外,Cd诱导旱柳活性氧和丙二醛过度产生,高浓度Cd显著抑制过氧化氢酶和过氧化物酶的活性以及叶片还原型谷胱甘肽的含量。【结论】Cd处理使根系细胞壁中果胶、低甲酯化果胶和半纤维含量升高,意味可结合Cd的负电基团数量增多。此外,旱柳不同部位的抗氧化系统对Cd胁迫的响应存在一定的差异。未来植物修复的应用应充分考虑细胞壁多糖的作用以及植物不同部位对金属的耐受性差异。

• 单位
  生命科学学院; 南京大学