第二部分 植物重金属Cd²⁺胁迫

9．Cd²⁺超积累和非超积累的东南景天对Cd²⁺吸收的时空动力学研究

Cd²⁺是对活细胞有严重毒害的重金属。有些超积累的植物能够在重金属Cd²⁺污染的土壤中生长，用于植物修复，例如龙葵和东南景天。之前使用非损伤微测技术测定了根部的Cd²⁺流速，但是这些应用都没有监测Cd²⁺转运的空间特征。

2012年10月，江苏师范大学孙健研究组和农业部农业环境保护研究所王瑞刚研究组发表的文章，使用非损伤微测技术测定了超积累（HE）和非超积累（NHE）生态型的东南景天不同细胞类型的Cd²⁺流速的空间特征和实时动力学。实验发现，用10μM CdCl₂前处理2h后HE东南景天根尖和根毛区有更高Cd²⁺内流，叶柄处有更高的Cd²⁺外流。因此，HE东南景天有更高的吸收Cd²⁺并转运到茎部的能力。从HE东南景天的叶肉组织分离的原生质体和液泡也表现出高于NHE的东南景天的Cd²⁺内流。

这些研究发现了东南景天超积累Cd²⁺的基本途径，即HE东南景天超积累是通过根部特殊的区域如根尖区和根毛区快速吸收Cd²⁺，然后从根快速运输Cd²⁺到茎部，可能是在质膜和叶肉细胞膜上存在高效的Cd²⁺通透转运系统。

图注：10μM CdCl₂前处理2h后超积累（HE）和非超积累（NHE）东南景天根部不同区域的Cd²⁺流速。负值为Cd²⁺内流。

Sun J, et al. Non-invasive microelectrode cadmium flux measurements reveal the spatial characteristics and real-time kinetics of cadmium transport in hyperaccumulator and nonhyperaccumulator ecotypes of Sedum alfredii. Journal of Plant Physiology, 2013, 170(3): 355-359. (2011 IF 2.791)

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