Lycopersion esculentum对重金属胁迫响应的品种间差异及机理研究.docx

朱芳：番茄(Lycopersicon esculentum)对重金属胁迫响应的品种间差异及机理研究 关联性，可以认为番茄果实的zIl积累特性具有一定的遗传基础，初步证明 Zn—PSV育种也是可行的。 3．在土壤中Hg含量为5．45 mg．k百1时，10个供试品种各器官的Hg含量差 异显著(pO．05)，新鲜果实Hg含量为0．0021-0．0115 mg-kg1，变异系数达到 68．33％，其中仅一个品种的果实Hg含量略超过国家食品卫生标准的O．01 mg．kgd 最高限额，超标率10％，其余9个品种的果实Hg含量只有国家食品卫生标准最 高限额的一半甚至更低，说明在该污染水平下，番茄果实受污染的风险相对较小。 二、考虑番茄的两个变种，对经过筛选能在重金属污染土壤长势较好且果实 低量积累重金属的PSV，以及营养体具有较强重金属吸收和积累能力的PSV， 通过水培试验进行了重金属胁迫下上述典型品种的生物化学特性、生理生化特性 及细胞学特性的研究，探讨了典型品种抗重金属能力的机理。 1．应用化学试剂连续提取法研究了重金属Cd、Zn在番茄典型品种各器官的 不同化学结合形态。试验表明，番茄各器官Cd含量的品种间差异明显，与第二 章描述的盆栽试验结果相吻合，充分说明了番茄的Cd吸收和积累是一种具有遗 传学基础的较稳定的性状，环境胁迫强度的变化并不能抵消品种特性的表达。随 cd胁迫的出现和增强，番茄体内NaCl提取态Cd的比例比无胁迫下有比较大幅 度的增加，说明蛋白质等大分子有机物结合Cd可能是番茄体内对cd的重要解 毒方式，同时说明番茄在Cd胁迫下会增强体内调控的生理过程或相关调控基因 的表达。属于难溶性磷酸盐的HAc提取态Cd是番茄体内比例仅次于NaCl提取 态Cd的化学结合形态，尤其在茎叶中比例较大。因此，这可能也是番茄降低cd 生物毒性的一种重要方式。其中品种No．36的根、茎、叶中HAc提取的低活性 Cd磷酸盐以及生物活性更低的HCI提取态CA所占比例均高于其他两个品种， 在一定程度上说明No．36能更好地阻止cd在其体内的迁移，解释了该品种低量 吸收和积累Cd的原因。 无胁迫下，zn作为营养元素，在番茄体内主要以迁移性很强的乙醇提取态 zII为主，尤其是樱桃型品种No．7体内具有更高比例乙醇和水提取态zⅡ，解释 了盆栽试验中樱桃型品种果实为什么有较强的富zn能力。经zIl胁迫后，NaCl 提取态zn在番茄体内的比例大幅上升，说明蛋白质等大分子有机物结合Z1l可 能也是番茄体内对zll的重要解毒方式。低量吸收品种No．32相比高量吸收品种， HI  朱芳：番茄(Lycoperslcon esculentum)对重金属胁迫响应的品种间差异及机理研究 其体内活性很低的HAc提取态zn所占比例很高，这种现象在zn胁迫下及叶部 更为明显，说明No．32类似Cd试验中的No．36，通过诱导细胞产生能与进入其 体内的zn更紧密结合的植物螯合素，从而更有效地降低zn毒害。 2．运用差速离心法分析了重金属在番茄典型品种体内细胞的分布，发现Cd 胁迫下，Cd在根、茎、叶细胞内绝大部分被结合在细胞壁，尤以根部和茎部结 合比例最高，均在60％以上，而其中低量吸收品种No．36与高量吸收品种间存在 差异，即No．36细胞壁结合cd比例低于其它三个品种，但其它部位的结合cd 比例较高，以致cd在其体内有较强的迁移性：Zn胁迫下，zIl在各器官细胞内 的结合情况以及品种间差异类似cd。说明细胞壁结合大量重金属是番茄的重要 解毒机制。 3．用电镜观察典型品种根尖和叶片的细胞亚显微结构，低浓度Cd胁迫(5．0 mg·L1)对细胞内的各细胞器基本无影响。当Cd浓度增至10．0 mg·L1时，以及 zn浓度为200mg·L1和500mg·L．1时，各细胞器的结构明显受损，叶绿体基粒片 层紊乱，被膜受损甚至消失，线粒体的脊突肿胀以致空泡化，细胞核质凝集，核 膜部分或完全消失。同等条件下，细胞器受损程度存在品种问差异，如5．0 mg·L_1Cd胁迫下樱桃型品种No．4和低量吸收No．36表现好于另两个品种，zn胁 迫下的樱桃型品种No．7好于其它品种。本试验发现番茄叶绿体的耐重金属能力 最强，其次依次为细胞核、线粒体。 4．典型品种的生理生化指标和保护酶系统对Cd、办胁迫在一定时间和一定 浓度范围内表现出一定的适应性。低浓度Cd、ZII胁迫对番茄幼苗未造成明显伤 害，甚至因为zn作为植物必需的营养元素，而促进番茄的某些生理生化反应， 如叶绿素含量的上升、可溶性糖含量的增加，随着cd、ZIl胁迫浓度提高，幼苗 叶片的质膜、叶绿素及其他生理生化反应受到影响，同时番茄对Cd、Zn伤害表 现出一定的适应能力，即保护酶活性随胁迫浓度提高和胁迫时间延长出现先升后 降的特点；在临