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芹菜根细胞的超微结构与铅形态特征分析
柳检 , 罗立强
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181253
植物细胞是植物响应重金属胁迫的重要生化反应场所,探索细胞层级中铅(Pb)的分布与形态转化是揭示有害元素对蔬菜毒性作用机理的重要途径。本研究以芹菜为例,利用能量色散透射电子显微镜(TEM-EDS)和X射线吸收近边结构谱(XANES)技术,考察了Pb胁迫后芹菜根细胞的超微结构、元素分布和形态转化。研究发现,Pb胁迫显著改变了芹菜根细胞的超微结构,导致胞间间隙加大、细胞壁增厚和质膜变糙;芹菜根、茎和叶对Pb具有显著且不同的形态转化功能,可将无机铅(Pb(NO32)转化为有机铅形态;芹菜根细胞中62.7%的Pb以Pb5(PO43Cl形态沉积在根细胞壁,根和茎中有机铅(Pb(Ac)2·3H2O)约占34.4%-37.3%,叶中总有机铅(Pb(C17H35COO)2和Pb(Ac)2·3H2O)占63.3%。结果表明,芹菜细胞的Pb-磷酸盐来源于植物体的生物合成,而非外界根际环境,芹菜根际环境的Pb能够以Pb-Ac的络合物形式进入根细胞,一部分转化成Pb5(PO43Cl沉积于细胞壁,实现Pb的解毒和耐受,少部分经茎长程运输至叶片以Pb-大分子有机酸/磷酸盐的形式贮存。
关键词: 蔬菜, 细胞, 超微结构, 铅形态, X-射线吸收近边结构谱