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[交流]
Hg、Cd对莼菜越冬芽光合膜光化学活性及多肽组分的影响
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随着当前环境酸化所导致的陆地水质酸化及水体富营养化 ,水环境重金属污染趋势亦日 益加重 ,其中 Hg 2 + 、Cd 2 + 是水体中毒害较强、分布较广的重金属. 近年来就 Hg 2 + 、Cd 2 + 对植物 的影响已有较多报道 ,但大多集中在叶绿素含量、抗氧化酶系统等方面的研究上 ,并且主要以 陆生植物为研究对象[1 —6 ] ;对植物光合作用过程中行使光能聚集、转化等功能的光合膜的影 响则甚少涉及 ,尤其是水生经济植物受 Hg 2 + 、Cd 2 + 污染后光合膜特性变化的则未见报道. 莼 菜( B rasenia schreberi) 属睡莲科 ,是长江中下游水域重要的野生经济植物[7 ] ,越冬芽是莼菜度 过冬季寒冷环境进行营养繁殖的主要形式. 水体中重金属 ( Hg 2 + 、Cd 2 + ) 污染极易造成对莼菜 越冬芽生理生化过程的伤害 ,进而对越冬后莼菜的生长发育及产量产生影响. 本文以莼菜越冬芽为材料 ,系统研究 Hg 2 + 、Cd 2 + 对其茎叶叶绿素含量、光合膜组分及光化学特性的影响. 以揭 示重金属离子 Hg 2 + 、Cd 2 + 对莼菜越冬芽光合生理生化过程产生影响的内在机制 ,为调节控制 莼菜对重金属污染的抵御能力提供依据. 材料与方法 111 实验材料 供试材料莼菜( B rasenia schreberi) 于 11 月份采自苏州东山太湖水域 ,实验所用越冬芽生 理年龄及生长状态基本一致. 112 培养方法 实验用重金属试剂为分析纯 HgCl2 、CdCl2 ,用蒸馏水将其配制成一定浓度后 ,再经培养液 稀释成不同浓度的重金属处理溶液. HgCl2 溶液浓度依次为 1、2、5 mmol/ L ,CdCl2 溶液浓度为 2、5、10 mmol/ L. 溶液分别存放于 4 L 的玻璃缸中 ,将越冬芽固定在玻璃板上置于处理溶液中 培养 ,自然光照 ,培养温度 10 —12 ℃,培养 6 —8 天后取越冬芽茎叶分别测定各项指标. Hg 2 + 和 Cd 2 + 各处理浓度均设置 3 个平行组 ,并重复实验一次. 113 测定方法 按 Arnon 方法 ,用 UV2754 型分光光度计测定叶绿素的含量. 参照 Dunahay 的方法取莼菜越冬芽茎叶分别制备具光化学活性的茎、叶类囊体膜. 按J. Coombs 方法采用薄膜氧电极和自动记录装置分段测定 PS Ⅰ还原能力及 PS Ⅱ放氧活性. 用 UV2754 型分光光度计测定类囊体膜的室温吸收光谱 ,测定时 Chl 含量为 10μg/ mL. 用岛津 RF2540 型荧光分光光度计测定室温条件下类囊体膜的荧光发射光谱 ,测定时激发光波长 480 nm ,狭缝 10 nm ,样品用 50 mmol/ L Tricine (p H718) 稀释到 Cu 浓度为 4μg (Chl) / mL. 参照 Laemmli (1970) 方法进行 SDS2PA GE 分离多肽组分 ,电泳图谱经凝胶成像 ,并经分析系统 GDS28000 扫描成图. 结果与讨论 211 Hg 2 + 、Cd 2 + 对叶绿素含量及叶绿素 a/ b 比值的影响，显示 ,在相同的处理浓度下 Hg 2 +对莼菜茎叶的影响较 Cd 2 + 显著 ,这与某些陆生 植物对 Hg 2 + 、Cd 2 + 的敏感程度相似 . 比较莼菜越冬芽茎叶处理后的变化可发现 , Hg 2 + 、 Cd 2 +的伤害在叶片上表现较为严重 ,尤其是 Hg 2 + 浓度大于 2 mmol/ L 时 ,叶片叶绿素含量及 叶绿素 a/ b 比值均显著变化 ,茎经 Hg 2 + 处理后叶绿素含量及叶绿素 a/ b 比值的下降幅度不如 叶片大. 叶绿素含量和叶绿素 a/ b 比值是光合器官生理状况的重要指标 ,莼菜越冬芽经 Hg 2 + 、 Cd 2 + 处理后 ,其光合功能将会受到一定影响 ,不利于越冬 ,并将影响植株的发育及繁殖能力. 212 Hg 2 + 、Cd 2 + 对光合膜室温吸收光谱的影响 ,当处理 Hg 2 +浓度达到 2 mmol/ L 时 ,叶片光合膜叶绿素在红光和蓝紫光区域 的吸收峰几乎消失 ,说明在此 Hg 2 + 浓度下 ,光合膜结构及叶绿素的结合状态受 到严重损伤 , 无法行使光能吸收及转换功能. 经 Hg 2 +处理后的茎的吸收光谱也产生变化 ,但影响程度不如 叶片明显. 莼菜越冬芽经 Cd 2 + 处理后 ,茎叶光合膜吸收光谱虽出现变化 ,但较 Hg 2 + 处理变化 幅度小. 213 Hg 2 + 、Cd 2 + 对光合膜室温荧光发射光谱的影响。 莼菜越冬芽经 Hg 2 +处理后 ,低浓度时(1 mmol/ L) 时 ,叶绿素含量、叶绿素 a/ b 比值呈下降 趋势 ;当 Hg 2 + 浓度达到或超过 2 mmol/ L 时 ,叶绿素含量及叶绿素 a/ b 比值出现显著改变 ;室 温吸收光谱、荧光发射光谱、PS Ⅰ及 PS Ⅱ活性、光合膜多肽组分也出现类似变化 ;茎经 Hg 2 + 处 理后变化相对较弱. Cd 2 + 处理后 ,莼菜越冬芽叶绿素含量、光合膜特性及组分也产生变化 ,但 变化程度较 Hg 2 + 处理弱 ;同样叶片对 Cd 2 + 的反应较茎强. 原文地址：ontores-新浪博客 |
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