铯对印度芥菜幼苗生长的影响及其亚细胞分布和化学形态

以印度芥菜为材料,用含铯(Cs+)[8.24(CK),25,50,100,200 mg·L-1]的Hoagland营养液培养印度芥菜种子和幼苗,采用IMAGE-J软件测定根、茎长度,通过差速离心法、化学试剂提取法分别提取幼苗根、茎、叶各亚细胞组分及不同化学形态的Cs+,并用火焰原子分光光度计测定Cs+含量,分析Cs+对幼苗生长的影响及其亚细胞分布和化学形态,进而探讨Cs+对植物的伤害机理。结果显示:(1)Cs+对印度芥菜幼苗生长具有明显的抑制作用,根、茎的EC50(相对抑制率达到50%的Cs+浓度)分别为112.09 和118.42 mg·L-1;(2)各器官中Cs+的积累量总体表现为叶>根>茎;Cs+在印度芥菜中的亚细胞分布呈现为可溶性组分>细胞壁组分>细胞器组分,三者所占比例分别为52.86%~79.19%、20.81%~45.05%和1.43%~9.00%;(3)Cs+在印度芥菜各器官中主要以无机盐和水溶态赋存,两种形态根、茎、叶占比分别达到88.02%~92.20%、97.33%~100%和95.06%~100%。研究表明:印度芥菜积累过量的Cs+可抑制其根、茎生长,导致叶片枯萎,主要是因为Cs+在印度芥菜体内大部分以无机盐态和水溶态形式存在,使Cs+在植物体内具有较强迁移能力和毒理生物有效性,更易分布到重金属的毒性敏感区(如细胞器),导致细胞器受到功能性损伤,从而使植物表现出明显中毒症状。