煙草吸收積累重金屬鎘的基因型差異機(jī)理研究.pdf

1、本研究以鎘積累特征差異明顯的兩種煙草基因型（普通煙草—葉片、根系積累和黃花煙草—根系積累）為試材，利用苗期根袋土壤培養(yǎng)試驗(yàn)和苗期水培試驗(yàn)，研究了兩基因型煙草根系對(duì)土壤中鎘的活化能力、鎘的吸收運(yùn)轉(zhuǎn)、以及根系和葉片中鎘的賦存形態(tài)及亞細(xì)胞定位等方面的差異。主要結(jié)果如下：
　　 (1)不同鎘處理土壤培養(yǎng)(1-10mg/kg)和水培(1-50μmol/L)條件下，黃花煙草（Ⅳrustica）根系鎘含量顯著高于普通煙草(K326)，葉片則呈

2、相反趨勢(shì)，說(shuō)明兩基因型煙草富集鎘的差異普遍存在。
　　 (2)苗期盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所有處理中K326根際土壤交換態(tài)鎘含量均高于Ⅳrustica，在lOmg/kg處理時(shí)差異達(dá)到顯著水平，顯示普通煙草根系對(duì)土壤鎘的活化作用大于黃花煙草。對(duì)比根際土壤pH數(shù)據(jù)顯示，兩基因型煙草根系活化能力的差異與土壤pH變化關(guān)系不大。
　　 (3)吸收動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果顯示，煙草根系對(duì)鎘的吸收顯示主動(dòng)吸收的特性。濃度動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，Ⅳrustica

3、的米氏常數(shù)(Km)和飽和吸收速率(Vmax)均顯著高于K326，顯示其具有較高的飽和吸收速率和較低的鎘親合力。較高的飽和吸收速率則可能是黃花煙草具有較強(qiáng)根系鎘截留能力的重要因素。時(shí)間動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，煙草地上部鎘的明顯積累總是出現(xiàn)在根系吸收飽和以后，Ⅳrustica根系達(dá)到吸收飽和的時(shí)間為K326的兩倍，根系截留能力高低可能也與鎘的地上部富集有關(guān)。
　　 (4)傷流液實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在所有鎘處理濃度下K326傷流液中鎘的含量均顯

4、著高于Ⅳrustica，為后者的4.36-14.08倍，且傷流液中的鎘含量與其葉片鎘含量呈顯著正相關(guān)（R2均達(dá)到0.99），顯示兩基因型煙草根系中鎘向木質(zhì)部的運(yùn)輸能力存在顯著差異，煙葉中較高的鎘含量與其較高的木質(zhì)部裝載能力有關(guān)。
　　 (5)鎘的亞細(xì)胞分布結(jié)果顯示，低鎘濃度下，K326和Ⅳrustica中鎘主要結(jié)合于可溶組分中，占總量的70％左右。高鎘濃度時(shí)K326細(xì)胞壁對(duì)鎘的截留能力顯著升高，可溶組分的截留能力下降。兩基因型煙

5、草中可溶組分結(jié)合鎘的比例高低與兩個(gè)基因型煙草相應(yīng)部位所積累鎘的總量大小相一致，表明鎘在可溶組分中截留的比例高低是造成普通煙草和黃花煙草鎘積累特征不同的原因之一。透射電鏡直觀定位鎘的亞細(xì)胞定位所得結(jié)果與化學(xué)分析結(jié)果基本一致，但在低鎘處理下，葉片中的鎘主要積累于細(xì)胞壁中，這與化學(xué)分析結(jié)果相矛盾，具體結(jié)果需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明。
　　 (6)鎘在煙株內(nèi)的化學(xué)賦存形態(tài)研究結(jié)果顯示，K326和Ⅳrustica根系中鎘主要以乙醇提取態(tài)存在，分別占