CdCl2胁迫对甘蔗幼苗根系细胞壁Cd积累的影响

摘要：

[目的]探究镉(CdCl2)胁迫下甘蔗幼苗根系细胞壁Cd的积累特点及Cd对甘蔗种茎初生根的影响,为在土壤Cd超标区域推广种植甘蔗新品种提供参考依据.[方法]以新选育的中蔗1号(Z1)和中蔗6号(Z6)为试验材料,开展不同浓度(1.0、2.0和5.0 μmol/L) CdCl2胁迫水培试验,测定甘蔗幼苗根系的Cd含量和细胞壁中的Cd积累量、果胶和半纤维素含量及甘蔗种茎初生根的相对伸长率和根尖活力等指标,分析根系细胞壁在缓解Cd毒害中的作用并评价2个甘蔗新品种的Cd耐受性.[结果]1.0、2.0和5.0 μmol/L CdCl2处理Z1和Z6幼苗根系的Cd含量分别约为其叶片Cd含量的136、124和116倍;甘蔗根系对Cd具有较强的截留能力,其中5.0 μmol/L CdCl2处理甘蔗幼苗根系中的Cd有57.50％位于根系细胞壁中,而细胞壁中的Cd有95.00％以上积累在果胶和半纤维素组分中,且随着CdCl2胁迫浓度(1.0、2.0和5.Oμmol/L)的提高积累在果胶组分中Cd的比例(18.71％、28.52％和36.28％)显著增加(P ＜0.05,下同).同时,甘蔗幼苗根系细胞壁的果胶含量、果胶甲酯酶(PME)活性和去甲酯化果胶含量也随着CdCl2胁迫浓度的提高而增加,使得更多的Cd被细胞壁果胶所吸附固定.CdCl2胁迫下Z1根系和叶片的Cd含量显著高于Z6,而根系相对伸长率和根尖活力与Z6相近,表明Z1对Cd的耐受性强于Z6.[结论]在CdCl2胁迫下,甘蔗幼苗根系的细胞壁是Cd积累的主要部位;CdCl2胁迫致使甘蔗根系细胞壁果胶组分含量增加,PME活性提高,果胶甲酯化程度降低,细胞壁对Cd的结合能力提高,使得更多的Cd被根系细胞壁所吸附积累.

关键词：甘蔗幼苗;CdCl2胁迫;根系;细胞壁;果胶;半纤维素;Cd积累

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分类号：S566.1(经济作物)

资助基金：国家自然科学基金项目;广西科技重大专项;广西自然科学基金项目

在线出版日期：2022-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2490-2495