Sr2+在印度芥菜幼苗中的富集、亚细胞分布及贮存形态研究

为研究印度芥菜对Sr²⁺的富集、转运特性,解释超富集植物对Sr²⁺的解毒和富集机理,采用水培法培养印度芥菜幼苗至两片真叶,置于含锶[ρ(Sr²⁺)167(CK)~350 mg·L^-1]的营养液中处理7 d后取样,通过差速离心法和化学试剂提取法分离提取植物器官、细胞的亚细胞组分和不同化学形态的Sr²⁺,原子吸收分光光度法测定各器官(根、茎和叶)、各亚细胞组分及不同化学形态的Sr²⁺含量.结果显示:印度芥菜各营养器官对Sr²⁺的富集量为"叶> 茎> 根",地上部分含量占总含量的84.93%~90.46%,转移系数(TF)达到5.63~9.48;生物富集系数(BCF)达到8.21~12.34;各器官中Sr²⁺的亚细胞分布主要集中在细胞壁和可溶性组分中,相对含量达到95.62%~100%;细胞核、前质体、叶绿体和线粒体等细胞器仅含少量的Sr²⁺(<2.92%);Sr²⁺在印度芥菜根中主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在,茎、叶中主要以水溶性有机酸盐和一代磷酸盐的形态存在.研究结果表明:质膜转运蛋白介导的跨膜运输是印度芥菜根系吸收Sr²⁺的主要途径,将Sr²⁺以结合态的形式富集到根部,再以水溶态的形式将Sr²⁺经茎部转运至叶中贮存;同时,通过细胞壁的阻滞作用,将Sr²⁺结合固定在细胞壁,并将进入细胞质基质的一部分Sr²⁺转运到液泡内,暂时或"永久性"存贮;通过区域化分布有效降低了细胞器、胞质溶胶(cytosol)及内含物中的Sr²⁺含量,极大地减缓了Sr²⁺对细胞器的功能性损伤,此为印度芥菜对耐受Sr²⁺胁迫的重要机理之一.