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Hg、Cd對莼菜越冬芽光合膜光化學(xué)活性及多肽組分的影響
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隨著當(dāng)前環(huán)境酸化所導(dǎo)致的陸地水質(zhì)酸化及水體富營養(yǎng)化 ,水環(huán)境重金屬污染趨勢亦日 益加重 ,其中 Hg 2 + 、Cd 2 + 是水體中毒害較強(qiáng)、分布較廣的重金屬. 近年來就 Hg 2 + 、Cd 2 + 對植物 的影響已有較多報道 ,但大多集中在葉綠素含量、抗氧化酶系統(tǒng)等方面的研究上 ,并且主要以 陸生植物為研究對象[1 —6 ] ;對植物光合作用過程中行使光能聚集、轉(zhuǎn)化等功能的光合膜的影 響則甚少涉及 ,尤其是水生經(jīng)濟(jì)植物受 Hg 2 + 、Cd 2 + 污染后光合膜特性變化的則未見報道. 莼 菜( B rasenia schreberi) 屬睡蓮科 ,是長江中下游水域重要的野生經(jīng)濟(jì)植物[7 ] ,越冬芽是莼菜度 過冬季寒冷環(huán)境進(jìn)行營養(yǎng)繁殖的主要形式. 水體中重金屬 ( Hg 2 + 、Cd 2 + ) 污染極易造成對莼菜 越冬芽生理生化過程的傷害 ,進(jìn)而對越冬后莼菜的生長發(fā)育及產(chǎn)量產(chǎn)生影響. 本文以莼菜越冬芽為材料 ,系統(tǒng)研究 Hg 2 + 、Cd 2 + 對其莖葉葉綠素含量、光合膜組分及光化學(xué)特性的影響. 以揭 示重金屬離子 Hg 2 + 、Cd 2 + 對莼菜越冬芽光合生理生化過程產(chǎn)生影響的內(nèi)在機(jī)制 ,為調(diào)節(jié)控制 莼菜對重金屬污染的抵御能力提供依據(jù). 材料與方法 111 實(shí)驗(yàn)材料 供試材料莼菜( B rasenia schreberi) 于 11 月份采自蘇州東山太湖水域 ,實(shí)驗(yàn)所用越冬芽生 理年齡及生長狀態(tài)基本一致. 112 培養(yǎng)方法 實(shí)驗(yàn)用重金屬試劑為分析純 HgCl2 、CdCl2 ,用蒸餾水將其配制成一定濃度后 ,再經(jīng)培養(yǎng)液 稀釋成不同濃度的重金屬處理溶液. HgCl2 溶液濃度依次為 1、2、5 mmol/ L ,CdCl2 溶液濃度為 2、5、10 mmol/ L. 溶液分別存放于 4 L 的玻璃缸中 ,將越冬芽固定在玻璃板上置于處理溶液中 培養(yǎng) ,自然光照 ,培養(yǎng)溫度 10 —12 ℃,培養(yǎng) 6 —8 天后取越冬芽莖葉分別測定各項指標(biāo). Hg 2 + 和 Cd 2 + 各處理濃度均設(shè)置 3 個平行組 ,并重復(fù)實(shí)驗(yàn)一次. 113 測定方法 按 Arnon 方法 ,用 UV2754 型分光光度計測定葉綠素的含量. 參照 Dunahay 的方法取莼菜越冬芽莖葉分別制備具光化學(xué)活性的莖、葉類囊體膜. 按J. Coombs 方法采用薄膜氧電極和自動記錄裝置分段測定 PS Ⅰ還原能力及 PS Ⅱ放氧活性. 用 UV2754 型分光光度計測定類囊體膜的室溫吸收光譜 ,測定時 Chl 含量為 10μg/ mL. 用島津 RF2540 型熒光分光光度計測定室溫條件下類囊體膜的熒光發(fā)射光譜 ,測定時激發(fā)光波長 480 nm ,狹縫 10 nm ,樣品用 50 mmol/ L Tricine (p H718) 稀釋到 Cu 濃度為 4μg (Chl) / mL. 參照 Laemmli (1970) 方法進(jìn)行 SDS2PA GE 分離多肽組分 ,電泳圖譜經(jīng)凝膠成像 ,并經(jīng)分析系統(tǒng) GDS28000 掃描成圖. 結(jié)果與討論 211 Hg 2 + 、Cd 2 + 對葉綠素含量及葉綠素 a/ b 比值的影響，顯示 ,在相同的處理濃度下 Hg 2 +對莼菜莖葉的影響較 Cd 2 + 顯著 ,這與某些陸生 植物對 Hg 2 + 、Cd 2 + 的敏感程度相似 . 比較莼菜越冬芽莖葉處理后的變化可發(fā)現(xiàn) , Hg 2 + 、 Cd 2 +的傷害在葉片上表現(xiàn)較為嚴(yán)重 ,尤其是 Hg 2 + 濃度大于 2 mmol/ L 時 ,葉片葉綠素含量及 葉綠素 a/ b 比值均顯著變化 ,莖經(jīng) Hg 2 + 處理后葉綠素含量及葉綠素 a/ b 比值的下降幅度不如 葉片大. 葉綠素含量和葉綠素 a/ b 比值是光合器官生理狀況的重要指標(biāo) ,莼菜越冬芽經(jīng) Hg 2 + 、 Cd 2 + 處理后 ,其光合功能將會受到一定影響 ,不利于越冬 ,并將影響植株的發(fā)育及繁殖能力. 212 Hg 2 + 、Cd 2 + 對光合膜室溫吸收光譜的影響 ,當(dāng)處理 Hg 2 +濃度達(dá)到 2 mmol/ L 時 ,葉片光合膜葉綠素在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域 的吸收峰幾乎消失 ,說明在此 Hg 2 + 濃度下 ,光合膜結(jié)構(gòu)及葉綠素的結(jié)合狀態(tài)受 到嚴(yán)重?fù)p傷 , 無法行使光能吸收及轉(zhuǎn)換功能. 經(jīng) Hg 2 +處理后的莖的吸收光譜也產(chǎn)生變化 ,但影響程度不如 葉片明顯. 莼菜越冬芽經(jīng) Cd 2 + 處理后 ,莖葉光合膜吸收光譜雖出現(xiàn)變化 ,但較 Hg 2 + 處理變化 幅度小. 213 Hg 2 + 、Cd 2 + 對光合膜室溫?zé)晒獍l(fā)射光譜的影響。 莼菜越冬芽經(jīng) Hg 2 +處理后 ,低濃度時(1 mmol/ L) 時 ,葉綠素含量、葉綠素 a/ b 比值呈下降 趨勢 ;當(dāng) Hg 2 + 濃度達(dá)到或超過 2 mmol/ L 時 ,葉綠素含量及葉綠素 a/ b 比值出現(xiàn)顯著改變 ;室 溫吸收光譜、熒光發(fā)射光譜、PS Ⅰ及 PS Ⅱ活性、光合膜多肽組分也出現(xiàn)類似變化 ;莖經(jīng) Hg 2 + 處 理后變化相對較弱. Cd 2 + 處理后 ,莼菜越冬芽葉綠素含量、光合膜特性及組分也產(chǎn)生變化 ,但 變化程度較 Hg 2 + 處理弱 ;同樣葉片對 Cd 2 + 的反應(yīng)較莖強(qiáng). 原文地址：ontores-新浪博客 |
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