植物细胞吸收镉的机理及镉对植物气孔发育的影响

镉(Cd)是对动植物有严重危害的一种重金属,但关于它如何进入细胞以及它对植物发育影响的研究很少。通过观察Cd暴露下的3种植物——凤仙花、牵牛花、紫茉莉的生长状况,用台盼蓝染根细胞核和通过叶表皮造模技术观察气孔变化,初步研究了Cd进入细胞的可能途径,提出了Cd进入植物体内的细胞模型,并观察了Cd对气孔发育的影响。结果表明:Cd环境暴露下,用台盼蓝染色凤仙花的根可使其根毛细胞核染色,而对照不被染色。根据三种植物在Cd暴露条件下的生长状况和植株死亡时的表现,提出了Cd进入细胞的模型:Cd首先与细胞膜上的蛋白质结合,使细胞膜上形成可以允许Cd~(2+)或其他离子进出细胞的孔,Cd通过扩散进入细胞;与膜蛋白结合的Cd为可逆结合,依据Cd浓度形成平衡。Cd影响气孔的开闭和发育。当Cd浓度变化时,气孔闭合率也发生变化。在叶子的发育中,如果有Cd的存在,气孔的发育偏离原有的进程,牵牛花叶子的副卫细胞消失,同时气孔数量减少。对Cd敏感的凤仙花的气孔密度严重减少,紫茉莉和牵牛花气孔则少量减少。同时叶表皮细胞壁的弯曲形状也发生较大变化,表皮细胞也明显变小。     

镉胁迫下磁场对绿豆幼苗根茎叶显微结构的影响

以绿豆(Vigna radiata)为实验材料,比较研究了不同剂量磁场处理绿豆种子对种子电导率、幼苗生长和叶绿素含量的影响以及镉胁迫绿豆幼苗根、茎、叶显微结构的影响.结果表明:1)与对照相比,400mT、600mT、800mT、1000mT磁场均显著提高了种子电导率,且随着磁场强度的增加电导率显著增大;2)400mT、600mT、800mT磁场均能显著提高绿豆幼苗叶片叶绿素含量和幼苗发育,比较而言600mT效果最好,1000mT处理则显著降低了叶片叶绿素含量,抑制了幼苗发育;3)与对照组相比,5μmol·L-1镉胁迫绿豆幼苗栅栏组织和海面组织细胞排列紧密,厚度变薄,而种子经过600mT磁场预处理后再进行镉胁迫,厚度接近对照组.对于茎和根而言,镉胁迫抑制了形成层细胞分裂,维管束体积缩小,而种子经过600mT磁场预处理后再进行镉胁迫,其维管束体积增大接近对照组.表明,600mT磁场预处理种子可改善镉胁迫对幼苗的伤害.