镉处理下结缕草叶片的丙二醛含量

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镉处理下结缕草叶片的丙二醛含量

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浏览:- 发布日期:2020-03-30 16:20:46【

正常状态下,植物细胞内的抗氧化物质会保持胞内活性氧水平处于稳态,低于对植物造成伤害的阈值。重金属胁迫下,细胞内活性氧的产生和清除之间的平衡被打破,植物活性氧代谢网络的运作发生了变化。

植物叶片中的活性氧主要来源于细胞内叶绿体的电子传递链,本研究结果表明镉处理使得结缕草叶片的相对电子传递速率显著降低,因此反应中心激发的电子有了更多传递给氧气的机会,这可能导致了结缕草叶片超氧阴离子自由基含量的升高。活性氧自由基的积累会造成膜脂过氧化,对植物产生氧化胁迫,使植物生长异常。

本研究结果表明,镉处理下结缕草叶片的丙二醛含量和细胞膜透性显著升高,与超氧阴离子自由基的变化趋势一致。结缕草叶片的保护酶系统和渗透调节物质对镉胁迫出了不同的响应。处理10d时,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性均较对照升高,这可能是植物对活性氧的过量积累做出的正反馈,与陈朝明等得到的结果一致。

镉能与蛋白质中的巯基、组氨基和羧基群配位螯合,或者替代蛋白等生物大分子特异性结合位点上的阳离子,引起蛋白的氧化修饰,导致蛋白结构功能受损。随着处理时间延长,结缕草地上部镉含量逐渐升高,增加了镉与蛋白络合、替代的机会,这可能是处理20d、30d时结缕草叶片SOD和CAT活性下降的原因。SOD活性的下降,造成了O·-2的过量积累,加剧了膜脂过氧化,膜透性增加。与SOD和CAT的变化趋势相反,结缕草叶片POD活性呈现出先降低后升高的趋势,POD活性可能受结缕草叶片H2O2的调控,处理20d后CAT活性的下降导致了H2O2的积累,刺激了POD活性的提高。

本研究结果表明,Cd2+处理下结缕草叶片脯氨酸含量均较对照升高,且随处理时间延长,升高幅度增大,这与张义贤和李晓科得到的结果一致。植物内源脯氨酸具有清除活性氧的作用,这一生理功能已在重金属锌、铜和镉等胁迫下的多种植物中得到证实。此外,脯氨酸、可溶性糖共同行使调节渗透平衡的功能。镉处理下,脯氨酸和可溶性糖在结缕草叶片中的含量均较对照升高,使得胞内水势降低,在膜透性增加的前提下减少了胞内物质的外流。处理10d、20d时可溶性蛋白含量较对照升高,Cd可能诱导结缕草叶片产生了Cd结合蛋白,进而降低Cd的毒性;处理30d时可溶性蛋白含量较对照降低,说明延长处理时间对蛋白质的合成起到破坏作用。

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