多年生黑麦草抗氧化酶和植物络合素对Cd2+ 胁迫的应答

作   者：刘俊祥 许新桥 钱永强 巨关升 韩蕾 孙振元
期刊名称：生态学杂志
影响因子：
卷 期 号：32（7）
页     码：1787-1793
关键词：镉; 多年生黑麦草; 抗氧化酶; 植物络合素
论文摘要：
采用水培方法研究了5 mg·L－1 Cd2+胁迫下，Cd 在多年生黑麦草中的积累和Cd2+
对多年生黑麦草抗氧化酶活性和植物络合素等巯基化合物浓度的影响。将具有3 片展开
叶的多年生黑麦草实生苗转至1 /2 霍格兰营养液中培养2 周后，对其进行5 mg·L－1 Cd2+
处理，分别在处理后的0、0． 25、1、3、6 d 取样测定根系和叶片的Cd 浓度、抗氧化酶活性和植
物络合素等巯基化合物的浓度。结果表明，Cd2+ 处理多年生黑麦草6 d 后，根系中Cd 浓度
达到2． 59 mg·g－1，叶片中Cd 浓度达到0． 24 mg·g－1，根中Cd 向叶片的转运系数为
0. 093，叶中Cd 的富集系数为48，多年生黑麦草属Cd 高积累植物，具备在植物修复上应用
的前景。Cd2+胁迫下，多年生黑麦草根叶中丙二醛( MDA) 含量无显著变化，根中超氧化物
歧化酶( SOD) 、过氧化氢酶( CAT) 活性无显著变化，抗坏血酸过氧化物酶( APX) 对Cd2+ 敏
感，处理后6 d 活性较0 d 显著下降67． 19%。Cd2+处理1 d 内，叶中SOD、APX、CAT 活性显
著降低。Cd2+处理后3 d，叶中的抗氧化酶系统对叶中Cd 浓度的升高做出了正反馈，SOD、
APX、CAT 的活性分别较处理后1 d 显著上升了14． 19%、76． 82%、99． 26%，Cd2+ 处理时间
延长至6 d，SOD 活性较处理后3 d 显著下降了18． 58%，APX、CAT 活性无显著变化。Cd2+
处理后6 d，多年生黑麦草根中半胱氨酸( Cys) 、谷胱甘肽( GSH) 、植物络合素2( PC2
) 、植物
络合素3( PC3
) 、植物络合素4( PC4
) 、植物络合素5( PC5
) 和植物络合素6( PC6
) 浓度分别
较处理0 d 提高了2． 19、1． 57、2． 06、16． 08、5． 73、6． 03 和4． 31 倍，叶中Cys、GSH、PC2、PC3
和PC4
浓度分别较处理0 d 提高了0． 69、3． 21、1． 64、5． 73 和0． 27 倍。根中PC3
巯基比例
最大，叶中GSH 的巯基比例最大，二者是根、叶中巯基存在的主要形式。随着Cd2+ 处理时
间的延长，根系和叶片中各巯基化合物的总巯基浓度显著升高，根系和叶片中植物络合素
总巯基浓度与Cd 浓度显著正相关。多年生黑麦草通过植物络合素等巯基化合物的快速合
成降低了根叶中自由Cd2+ 的比例，保护了根叶中抗氧化酶的活性，间接维持了活性氧代谢
的平衡。