摘要:随着现代工业的发展,重金属镉(Cd)对农作物的污染情况日趋严重,作为广泛传播的污染物,Cd 易于通过土壤被农作物吸收。为了研究玉米对毒性金属积累、暴露响应和耐受机制,以探讨玉米发芽过程中Cd 与硫醇化合物相互作用机理为目的,利用毛细管电泳等分析技术,研究了Cd 对玉米发芽势、发芽率的影响,培养液中Cd2+对玉米种子中Cd 含量的影响,Cd-硫醇化合物吸收光谱和玉米种子中硫醇化合物含量水平。结果表明,发芽率和发芽势呈无规律性变化;当玉米经过含Cd2+培养液浸泡时,存在着Cd2+在二者间的相互迁移作用,且迁移作用呈线性关系(5 d 除外);当Cd 与硫醇化合物共存时,Cd-硫醇化合物吸收光谱暗示形成金属硫蛋白;硫醇化合物含量随Cd 的存在呈现先增加后减少的变化规律,Cd2+浓度为50 μmol·L-1 时含量达最大值,更高浓度时,其含量降至低于空白对照样品值。研究结果表明,不同种类的硫醇化合物含量可间接指示金属Cd 对植物种子发芽毒害影响程度。
重金属Cd 是一种广泛存在于各种相关农作物中的污染物,严格限制农作物中Cd 含量备受关注,因此研究谷类作物中Cd 水平导致的相关生物作用具有重要意义[1]。Cd 有一些未知的生物学功能,甚至在极低浓度范围内就表现出高的毒性,能诱导各种明显植物中毒症状[2]。危害植物毒性强弱通常通过硫醇化合物如半胱氨酸(Cys)、还原性谷胱甘肽(GSH)和氧化性谷胱甘肽(GSSG)的含量水平来评价,硫醇化合物的含量水平能有效反应生物体中Cd 中毒的程度[3]。Chassaigne 等[4-5]研究了玉米秧苗在Cd 暴露条件下,生物体外由酶促进反应得到植物金属螯合剂类多肽,并通过质谱法确定了相关的多肽。Clemens[6]总结了植物中含硫化合物对毒性金属积累、暴露响应和耐受机理所起的解毒作用。本文采用化学及生物方法,对玉米种子发芽过程中Cd 与硫醇化合物相互作用进行了研究,为其对植物生长的影响提供相关生物信息。