Sb、As、Cd胁迫下蜈蚣草体内重金属形态、酶活性与细胞自噬的关系

发布时间：2020-09-25 15:24

　　本研究假设细胞自噬作用在植物对重金属的解毒过程中扮演了一种关键角色,利用氯化铵作为细胞自噬抑制剂,探究氯化铵胁迫下蜈蚣草在水培条件下体内As、Sb、Cd的赋存形态(利用两部连续提取法进行实验)变化与抗氧化系统酶活性的变化趋势。主要结论如下:(1)单一重金属胁迫浓度50mg/L时,蜈蚣草对As、Sb、Cd的富集能力较好,其地上部对As、Sb、Cd的富集浓度分别为575.0mg/kg、3058.6mg/kg、613.8mg/kg,蜈蚣草地下部对As、Sb、Cd的富集浓度分别为202.4mg/kg、5521.9mg/kg、1723.9mg/kg,对As、Sb、Cd的转移系数分别为2.8、0.6、0.4。(2)通过切片实验发现,蜈蚣草在“Sb+氯化铵”作用下,体内吞噬泡在液泡附近出现团聚现象,且部分在质壁附近聚集,同对照组的正常自噬现象差异明显,氯化铵对植物体的细胞自噬有同生物体类似的抑制作用。(3)对照组中,As在蜈蚣草体内以乙醇提取态与盐酸提取态为主,两者占比达到69%～87%,Sb以残渣态为主,占比达到47%～52%,Cd以盐酸提取态为主,占比达到94%～98%%,残渣态占比极低,仅为1%左右。(4)蜈蚣草体内As毒性以盐酸提取态作用较强,Sb毒性以残渣态毒性较强,Cd毒性以乙醇提取态毒性较强。在添加氯化铵导致细胞自噬受到抑制后,会促进As盐酸提取态、Sb残渣态与Cd乙醇提取态在蜈蚣草体内的转化,提升幅度分别达到75.42%、39.97%、2668.8%,细胞自噬作用对重金属形态的转化影响显著,这可能是通过细胞自噬降解受损细胞器、蛋白质等作用将其受重金属离子置换的部分降解重新利用造成的,这是蜈蚣草耐受多种重金属的原因之一。由于Cd形态受氯化铵影响显著,可以将Cd作为探究细胞自噬与重金属形态的表征因子。(5)酶活性在细胞自噬受到抑制后,As胁迫下叶片中四种酶活性及Sb胁迫下叶片中APX、CAT、SOD酶活性均在氯化铵添加后上升,蜈蚣草有多种抵抗活性氧自由基积累的机制,而在Cd胁迫下叶片中四种酶活性均在氯化铵添加后下降,说明蜈蚣草对As、Sb的耐性较Cd更强。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X503.233
【部分图文】：

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图 1-2 文献共被引聚类分析线图由于文献聚类识别是 citespace 自动生成的，它可以高度客观的反映特定科的研究热点(Ji Z，Pei Y，2019)，但有时自动生成的聚类群集由于过于具体具有误导性而使得其含义和范围无法理解，为了进一步分析锑污染研究，通过对这些聚类主题进行梳理总结，锑污染研究主题分为三个方面的主题：锑浓度、形态研究及锑行为研究、锑毒理学和风险研究、锑污染治理方法研究，见表 1-6。表 1-6 文献共被引聚类分析主要聚类主题表题集群聚类编号聚类主题聚类大小聚类轮廓重要文献度、形环境行研究#0 溶出伏安法 73 0.95 Zhang, XZ (201#18 化学浸出 10 1 Lafond, S(2013#8 亚北极湖 25 1 Thienpont, JR(20#10 时间变化 23 1 Zaric, NM, (201#12 铋基电池 15 1 Popov, SI(2014#16 丛枝菌根真菌 11 0.949 Wei, Y(2015)

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生物有效性被认为是一个化学物质可否用于吸收以及存在的潜在毒性,而生物学概念上的生物有效性则侧重于物质通过细胞膜进入生物体(王仲文，2002)。重金属的生物有效性被定义为“重金属能对生物体产生毒性效应或被生物吸收的性质,包括毒性和生物可利用性,由间接的毒性数据或生物体浓度数据来评价”(Mihaylov BV，HendrixJL，NelsonJH，1993)，土壤-植物系统中重金属生物有效性的概念模型见图 1-2。

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酶系统应激维持 ROS 动态平衡除 ROS 积累对植物造成的氧化损伤，植物酶系统，主要包括超氧化物歧化酶（superose，CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbateidase，POD）等。主要研究上述四种酶的用，因此，接下来的综述主要针对其进行天然存在的超氧自由基清除因子，它可以化氢和氧气，CAT 通过催化作用将过氧化机化合物存在的条件下与水解 H2O2，且 C重新生成，其中 CAT 常在高浓度 H2O2时浓度时起到重要作用，通过特定的离子抗utteridge JM，Quinlan GJ，1993;Zacchini

【参考文献】