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        Cr/Pb低累積菜心品種篩選及其根際機(jī)理研究

        2016-09-18 02:34:00陳惠君譚玲李取生羅濤方皓余丹萍胡妮楊耀帥
        關(guān)鍵詞:菜心離子通道根際

        陳惠君,譚玲,李取生*,羅濤,方皓,余丹萍,胡妮,楊耀帥

        (1.暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院,廣州市環(huán)境暴露與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510632;2.廣東省環(huán)境污染控制與修復(fù)材料中心,廣州510632)

        Cr/Pb低累積菜心品種篩選及其根際機(jī)理研究

        陳惠君1,2,譚玲1,2,李取生1,2*,羅濤1,2,方皓1,2,余丹萍1,2,胡妮1,2,楊耀帥1,2

        (1.暨南大學(xué)環(huán)境學(xué)院,廣州市環(huán)境暴露與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510632;2.廣東省環(huán)境污染控制與修復(fù)材料中心,廣州510632)

        以37種菜心(Brassica parachinensis L.)為實(shí)驗(yàn)材料,通過土培盆栽試驗(yàn)篩選Cr/Pb相對(duì)高累積和相對(duì)低累積品種,對(duì)篩出品種進(jìn)行水培和鈣離子通道抑制試驗(yàn),研究相對(duì)低累積品種根系活化、吸收重金屬的能力。結(jié)果表明,特級(jí)粗條和油青四九為Cr/Pb相對(duì)高累積品種(HC),綠星和極品為Cr/Pb相對(duì)低累積品種(LC)。與HC相比,Cr、Pb在LC的根際土溶液中含量較低,且與非根際土溶液之間不存在顯著差異(P<0.05)。LC的根際土溶解性有機(jī)碳(DOC)含量較低,pH較高,導(dǎo)致根際水溶態(tài)的Cr、Pb濃度低,說明LC活化重金屬能力較弱。鈣離子通道抑制劑顯著抑制根系對(duì)Cr、Pb、Ca的吸收(P<0.05),表明菜心根部可能通過鈣離子通道途徑吸收Cr、Pb,但也不排除同時(shí)存在其他鐵鉀通道途徑。低累積品種吸收Ca少,說明其鈣離子通道不活躍,導(dǎo)致由此進(jìn)入菜心體內(nèi)的Cr、Pb也少。根到可食部分的轉(zhuǎn)運(yùn)作用對(duì)菜心低累積Cr、Pb影響不顯著(P<0.05)。因此,LC根際分泌DOC和H+較少,鈣離子通道不活躍,兩者可能導(dǎo)致LC對(duì)根際土壤Cr、Pb的活化、吸收能力較弱,進(jìn)而減少其可食部分對(duì)Cr、Pb累積。

        菜心;鉛;鉻;低累積;根際機(jī)理

        陳惠君,譚玲,李取生,等.Cr/Pb低累積菜心品種篩選及其根際機(jī)理研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2016,35(7):1249-1256.

        CHEN Hui-jun,TAN Ling,LI Qu-sheng,et al.Screening and preliminary rhizosphere mechanisms of low Cr/Pb accumulation cultivars of Chinese flowering cabbages(Brassicaparachinensis L.)[J].Journal of Agro-Environment Science,2016,35(7):1249-1256.

        鉻(Cr)、鉛(Pb)作為作物安全品質(zhì)指標(biāo),通過食物鏈危及人類健康[1]。利用作物對(duì)重金屬吸收累積的品種間差異,篩選、種植重金屬低累積的農(nóng)作物品種,已成為應(yīng)對(duì)土壤重金屬污染、保障食品安全的有效策略之一[2-4]。研究者多關(guān)注單一污染源下作物的低累積品種篩選[5-6],但土壤污染往往呈多種重金屬復(fù)合污染。郭曉方等[7]研究通過田間實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)靈丹20、正丹958和高優(yōu)1號(hào)屬Cd、Pb、Zn和Cu低累積玉米品種。目前多種重金屬低累積品種的篩選研究還較少見諸報(bào)道[8]。

        根系通過分泌有機(jī)物活化重金屬,增加其生物有效性,從而促進(jìn)根系對(duì)重金屬的吸收[9]。重金屬Cr、Pb作為植物非必需元素,可借用營養(yǎng)元素專一性離子通道進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)[10]。Ca是植物所需大量營養(yǎng)元素,與Cr、Pb皆為二價(jià)金屬。有研究發(fā)現(xiàn)Cd、Pb可能通過蘆蒿質(zhì)膜上的鈣離子通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)[11],作物低累積重金屬的特性與吸收重金屬途徑[11]、根際分泌有機(jī)物[9]、根-莖轉(zhuǎn)運(yùn)[6]等相關(guān)。劉維濤等[12]研究表明15種大白菜從土壤中吸收的Pb主要集中和固定在根部,對(duì)可食部分累積Pb有很大的影響。龔玉蓮等[4]通過根箱試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蕹菜低Cd品種的累積機(jī)制是由于其對(duì)土壤重金屬活化能力較弱,從而降低對(duì)重金屬的吸收累積。上述機(jī)制研究都在單一污染源下進(jìn)行,而作物低累積重金屬的根際機(jī)制在復(fù)合污染水平下研究較少。He等[6]報(bào)道空心菜對(duì)多種重金屬的累積差異是因?yàn)槠涓捣置谖锎嬖谄贩N差異,導(dǎo)致對(duì)根際土壤重金屬活化不同。研究作物品種低累積多種重金屬的機(jī)制有助于消減和抑制作物體內(nèi)的重金屬含量。

        菜心(Brassicaparachinensis L.)是十字花科蕓薹屬蔬菜,是華南種植規(guī)模最大的葉菜類蔬菜作物之一[13]。已有研究表明蕓薹屬植物吸收重金屬能力較強(qiáng)[8],故篩選、種植低累積重金屬的菜心品種有助于降低長期食用菜心所帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)。本研究采集長期受Cr、Pb復(fù)合污染的農(nóng)田土壤進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn),分析了37個(gè)菜心品種的重金屬Cr、Pb累積能力差異,篩選出Cr/ Pb相對(duì)高累積和相對(duì)低累積的菜心品種,并進(jìn)一步揭示品種低累積Cr、Pb的根際機(jī)制,以期為保障農(nóng)產(chǎn)品安全提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1實(shí)驗(yàn)材料

        1.1.1供試菜心品種

        菜心種子共37種,購自廣州各農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)以及農(nóng)科院種子市場(chǎng),播種前于4℃保存。供試菜心名稱及其編號(hào)列于表1。

        1.1.2供試土壤

        在廣州郊區(qū)水稻田,采集耕作層0~20 cm土壤,去掉顆粒大的雜質(zhì),粉碎,自然風(fēng)干,過篩備用。供試土壤基本理化性質(zhì)[14]:pH 7.09,Pb總量103.2 mg·kg-1,Cr總量148.9 mg·kg-1,有機(jī)碳23.70 g·kg-1,陽離子交換量19.75 cmol·kg-1,全氮3.42 g·kg-1,全磷(以P計(jì))2.05 g·kg-1,全鉀(以K計(jì))11.21 g·kg-1,堿解氮217 mg·kg-1,速效磷(以P計(jì))127.8 mg·kg-1,速效鉀(以K計(jì))98.4 mg·kg-1。根據(jù)《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》HJ332—2006[15]蔬菜地的Cr、Pb最高限值分別為150 mg·kg-1和50 mg·kg-1,供試土壤Pb總量嚴(yán)重超標(biāo),是HJ332—2006限值的2倍,Cr雖未超標(biāo),但大幅超過廣東省土壤環(huán)境質(zhì)量背景值50.5 mg·kg-1[16],而且種植菜心品種亦出現(xiàn)部分樣品Cr含量超過食品安全標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象。這表明,該供試土壤確實(shí)存在Cr、Pb復(fù)合污染。

        表1 供試菜心品種Table 1 The Chinese flowering cabbage cultivars used in the experiment

        1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        1.2.1盆栽實(shí)驗(yàn)

        冬季在暨南大學(xué)溫室中進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn),保持溫度在15~25℃。準(zhǔn)確稱2.2 kg供試土壤置于高20 cm、直徑5 cm的塑料盆中。種植37個(gè)菜心品種,每品種3個(gè)平行,一共111盆,每盆6株苗。將多菌靈浸泡2 h的種子播于塑料盆,覆土,早晚各澆灌自來水一次,50 d后收獲植物。采用抖根法獲得根際土[10],非根際土為遠(yuǎn)離根系生長區(qū)的土壤,用差速離心法離心:高速6000 r·min-1離心20 min,低速4000 r·min-1離心20 min,取上清液[12],用0.45 μm孔徑的抽濾膜進(jìn)行抽濾,用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)(島津AA 7000)測(cè)定Cr、Pb含量,用TOC儀(島津TOC-VCSH)測(cè)定溶解性有機(jī)碳(DOC)。

        1.2.2水培實(shí)驗(yàn)

        篩選相對(duì)高累積和相對(duì)低累積品種進(jìn)行水培試驗(yàn)。種子消毒后,播種于水洗石英砂、覆砂,待菜心長至10 cm時(shí),挑選長勢(shì)一致的苗,移至高15 cm、直徑15 cm的1.5 L塑料桶中,每盆6株,加入Hoagland完全營養(yǎng)液[10],定時(shí)通氣,待菜心長至4葉,更換含2 μmol· L-1Pb(NO3)2、2 μmol·L-1Cr(NO3)3·9H2O的Hoagland完全培養(yǎng)液,用1 mol·L-1的HNO3或NaOH溶液將pH調(diào)至6.0,每隔4d更換培養(yǎng)液,30d后收獲植物。

        1.2.3鈣離子通道抑制劑實(shí)驗(yàn)

        隨機(jī)挑選一個(gè)相對(duì)高累積和一個(gè)相對(duì)低累積品種,未添加抑制劑為對(duì)照組,添加抑制劑為處理組,每組每個(gè)品種3個(gè)平行。在最后一次更換營養(yǎng)液12 h后,在對(duì)照組營養(yǎng)液中加入20 μmol·L-1Pb(NO3)2和100 μmol·L-1Cr(NO3)3·9H2O,在處理組中加入相同量的重金屬和1 mmol·L-1鈣離子通道抑制劑(LaCl3),處理8 h后收獲植物。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)為破壞性實(shí)驗(yàn),鈣離子通道抑制劑將抑制鈣吸收,影響作物正常生長,所以處理時(shí)間必須較短。為了在短時(shí)間內(nèi)觀察到菜心體內(nèi)重金屬含量有無變化,實(shí)驗(yàn)按照Mei等的方法[10],采用的重金屬含量大幅高于根際土壤溶液實(shí)際含量。采收植物后,將植物根系剪下,雙蒸水沖洗3次,以濾紙吸干根系表面水分,將根系剪碎置于50 mL離心管中,加入10 mL濃度為10 mmol·L-1的EDTA-(NH4)2,放入超聲儀中解析10 min,將根細(xì)胞壁中的離子解析出來[10]。此操作重復(fù)3次,將解析液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶,定容至50 mL,用于測(cè)定根系對(duì)重金屬的吸附量。剩余部分根系在70℃烘箱中烘至恒重,稱量干重并消解,用于測(cè)定根系對(duì)重金屬的吸收量。

        1.3樣品處理及測(cè)定

        清洗植物可食部分和根,置于濾紙上吸干植物表面水分,立即稱鮮重,105℃殺青30 min,70℃烘至恒重,粉碎過篩后保存。稱取0.4 g植物干樣,采用硝酸+鹽酸+氫氟酸方法微波消解,用原子吸收分光光度計(jì)(島津AA 7000)測(cè)定Cr、Pb含量,以國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07602(GSV-1)為內(nèi)標(biāo)控制分析質(zhì)量,同時(shí)做一份空白實(shí)驗(yàn)。

        1.4數(shù)據(jù)處理

        用Origin8.0軟件進(jìn)行圖形處理,SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析、Duncun多重比較。測(cè)試所得菜心可食部分和根部的重金屬含量均為鮮重。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為可食部分重金屬含量與根部重金屬含量之比,表示菜心根部重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)至可食用部分的能力。

        2 結(jié)果

        2.1盆栽條件下Cr/Pb低累積菜心品種的篩選

        供試重金屬污染水平下菜心未出現(xiàn)葉子發(fā)黃等不良癥狀。由表2可知,37種菜心可食用部分生物量鮮重范圍為14.5~32.4 g·pot-1。菜心生物量最大值與最小值之比為3倍,品種間生物量比值較大。這表明菜心生物量存在品種間差異,且對(duì)Cr、Pb具有一定的耐受性。

        菜心可食部分Cr、Pb鮮重含量范圍分別為0.151~0.630 mg·kg-1和10.38~24.34 μg·kg-1(圖1)。翡翠尖葉(2號(hào))、特級(jí)粗條(11號(hào))、油青四九(12號(hào))、澳洲超級(jí)701柳葉(22號(hào))、四九31號(hào)油青(27號(hào))菜心可食用部分Cr含量超過《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》GB 2762—2012[17]對(duì)Cr的限值,長期食用具有一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。而污染土壤Pb總量雖是蔬菜產(chǎn)地最高限值[15]的2倍,但菜心可食用部分Pb平均含量僅為GB 2762—2012[17]Pb限值的5.3%,菜心受Pb污染風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。

        在本實(shí)驗(yàn)中,Cr、Pb可食用部分含量最大值與最小值之比分別為4.2倍與2.4倍,滿足Cr/Pb高累積和低累積品種篩選的需要[12,18]。由圖2可知,在供試土壤的Cr、Pb復(fù)合污染條件下特級(jí)粗條、油青四九和四九31號(hào)油青(11號(hào)、12號(hào)和27號(hào))所代表的點(diǎn)散落在直線上方附近,表示其同時(shí)吸收Cr、Pb能力較強(qiáng),屬于Cr/Pb高累積品種;甜豐大種、綠星、香港石排和極品(24號(hào)、30號(hào)、31號(hào)和34號(hào))所代表的點(diǎn)散落在直線下方附近,表示其同時(shí)吸收Cr、Pb能力較弱,屬于Cr/Pb低累積品種,且Cr、Pb含量在高累積與低累積品種之間存在顯著差異(P<0.05)。挑選Cr、Pb含量較高的特級(jí)粗條、油青四九為Cr/Pb相對(duì)高累積品種(Relativelyhigh Cr/Pb cultivars,HC),含量較低的綠星和極品為Cr/Pb相對(duì)低累積品種(RelativelylowCr/Pb cultivars,LC)。

        表2 37種菜心可食部分的生物量(g·pot-1,鮮重)Table 2 Biomass(g·pot-1,F(xiàn)W)in edible parts of 37 Chinese flowering cabbage cultivars

        圖1 盆栽條件下菜心可食用部分Cr、Pb含量Figure 1 Cr and Pb concentrations in edible parts of the Chinese flowering cabbages in pot experiment

        表3單因素方差分析結(jié)果表明,HC可食部分Cr、Pb含量顯著高于LC,其根部Cr、Pb含量也顯著高于LC(P<0.05)。在可食部分和根部,菜心Cr、Pb含量的品種差異表現(xiàn)一致(P<0.05)。HC的特級(jí)粗條、油青四九根到可食部分Cr轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)顯著高于LC的綠星、極品,而Pb的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)在HC/LC之間無顯著差異。

        2.2盆栽條件下Cr/Pb相對(duì)高累積和相對(duì)低累積品種根際土壤溶液重金屬、DOC含量和pH

        由表4可知,HC的特級(jí)粗條、油青四九根際溶液Cr、Pb含量,高于LC的綠星、極品。供試土壤Cr、Pb總量較大但兩種重金屬在非根際土壤溶液中溶解態(tài)含量較低,說明作為已經(jīng)被污染多年的土壤,其中重金屬已經(jīng)老化,生物有效性較低,菜心需活化土壤中的Cr、Pb才能將其吸收進(jìn)入體內(nèi)。表4顯示,與非根際土溶液相比,在根際溶液中Cr、Pb、DOC均有不同的增幅,且LC顯著低于HC;根際土pH均顯著低于非根際土,且HC的pH值顯著低于LC(P<0.05)。這說明與HC相比,LC分泌有機(jī)物與H+數(shù)量較少,活化土壤Cr、Pb能力較低,導(dǎo)致土壤溶解態(tài)Cr、Pb較少。

        圖2 盆栽條件下菜心可食用部分Cr、Pb含量的關(guān)系Figure 2 Relation between Cr and Pb concentrations in edible parts of the Chinese flowering cabbages in potexperiment

        2.3水培條件下相對(duì)高累積和相對(duì)低累積品種對(duì)Cr、Pb的累積差異

        由表5可知,除了極品的可食部分生物量,水培條件下菜心各部分生物量不存在顯著的品種差異。部分HC根部Cr、Pb含量顯著高于LC(P<0.05),其中油青四九根部Cr、Pb含量最高,綠星根部Cr、Pb含量最低。根部Cr、Pb含量的品種差異在盆栽和水培條件下表現(xiàn)基本一致??墒巢糠植诵牡腃r、Pb含量范圍分別為0.32~0.36 mg·kg-1和0.85~1.22 mg·kg-1,品種差異不顯著。Pb轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)LC顯著高于HC,Cr轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)在HC/LC之間只有綠星和油青四九有顯著差異。

        表3 盆栽條件下相對(duì)高/低累積菜心各部分Cr、Pb含量Table 3 Cr and Pb concentration in different parts of HC and LC in pot experiment

        表5 水培條件下相對(duì)高累積和相對(duì)低累積菜心品種各部分鮮重和Cr、Pb含量Table 5 Biomass and Cr,Pb concentrations in different parts of HC and LC under hydroponic culture

        表4 盆栽條件下根際土和非根際土溶液Cr、Pb、DOC含量和pH(以干土計(jì))Table 4 Cr,Pb,DOC concentrations and pH in solution of rhizosphere and non-rhizosphere soil in pot experiment

        2.4鈣離子通道抑制劑對(duì)菜心品種根系吸收Cr、Pb的影響

        由表6可知,根鮮重不存在顯著的品種差異和處理間差異(P<0.05)。由于水培溶液中Cr、Pb的處理濃度較高,導(dǎo)致對(duì)照條件和添加抑制劑處理下,菜心品種的Cr含量不存在顯著的品種差異(P<0.05),Pb含量僅在對(duì)照條件下存在顯著品種差異(P<0.05),而Ca含量在對(duì)照和處理?xiàng)l件下仍然都存在顯著品種差異(P<0.05)。在對(duì)照組,HC根系對(duì)Ca的吸收高于LC,證明LC的鈣離子通道較不活躍。鈣離子通道抑制劑處理后特級(jí)粗條、綠星根部的Ca含量比對(duì)照組分別降低了34%、43%。與對(duì)照組相比,鈣離子通道抑制劑使特級(jí)粗條(HC)的Cr、Pb含量分別降低了60%、81%,使綠星(LC)的Cr、Pb含量分別降低了46%、87%。與對(duì)照組相比,在添加抑制劑處理組菜心根系的Ca、Cr、Pb含量顯著下降,證明Cr、Pb能通過鈣離子通道進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)。

        3 討論

        3.1Cr、Pb同步高/低累積品種根際活化重金屬能力的差異

        相對(duì)高累積品種可食部分Cr、Pb含量均顯著高于相對(duì)低累積品種(P<0.05,表3)。植物吸收重金屬并將其轉(zhuǎn)運(yùn)累積到地上部分需經(jīng)一系列過程,包括植物活化根際土壤重金屬、根細(xì)胞表面吸附以及跨質(zhì)膜吸收、根系組織內(nèi)的運(yùn)輸?shù)龋?9],其中根際活化過程起重要作用。與非根際土溶液相比,HC/LC根際土溶液中的Cr、Pb、DOC含量較高,pH較低,表明菜心根系分泌的有機(jī)物和H+對(duì)活化土壤Cr、Pb有影響。在根際溶液中LC的Cr、Pb、DOC含量和根際土pH均低于HC(表4),表明LC品種根系分泌有機(jī)物以及H+較少,對(duì)被土壤固定的Cr、Pb活化能力較弱,部分導(dǎo)致了菜心可食部分Cr、Pb的高/低累積差異。植物在正常生長情況下或受到重金屬脅迫時(shí)都會(huì)分泌大量有機(jī)酸、氨基酸、糖類等物質(zhì),這些物質(zhì)構(gòu)成土壤DOC的成分主體,DOC與H+對(duì)植物活化土壤重金屬具有調(diào)控作用,而分泌物的種類以及數(shù)量存在品種差異[20]。本研究中HC的特級(jí)粗條、油青四九根際溶液DOC和H+含量顯著高于LC的綠星、極品(表4),導(dǎo)致HC活化的根際土壤Cr、Pb顯著增加。龔玉蓮等[4]研究也表明,與蕹菜低Cd品種(QLQ)相比,H+在高Cd品種(T308)的根際土壤中數(shù)量更多。He等[6]亦報(bào)道了空心菜根系分泌物存在品種差異,導(dǎo)致根際土壤重金屬活化也存在品種差異,從而引起了對(duì)多種重金屬累積的品種差異。

        3.2Pb、Cr同步高/低累積品種根部吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬能力的差異

        重金屬Cr、Pb作為植物非必需元素不具有專一的跨根系質(zhì)膜離子通道。鈣離子通道的選擇性不夠強(qiáng),因而重金屬能通過鈣離子通道進(jìn)入植物體內(nèi)[7]。LaCl3是公認(rèn)的Ca離子競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,能抑制Ca離子進(jìn)入細(xì)胞原生質(zhì)體。本實(shí)驗(yàn)與對(duì)照組相比,LaCl3處理組HC和LC的根部Ca含量顯著下降,Cr、Pb含量亦顯著降低(P<0.05)。添加鈣離子通道抑制劑能顯著抑制菜心品種根部對(duì)Cr、Pb的吸收,說明Cr、Pb也通過鈣離子通道進(jìn)入菜心根部。Cataldo等[21]在研究大豆時(shí)也得到了類似的結(jié)果。薛艷等[21]在研究蘆蒿時(shí)也發(fā)現(xiàn),Cd、Pb可能通過質(zhì)膜上的鈣離子通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。也有報(bào)道缺鐵誘導(dǎo)增加了李氏禾對(duì)Cr的吸收,由此推斷李氏禾可通過鐵轉(zhuǎn)運(yùn)體吸收Cr[22]。添加鉀離子通道抑制劑能顯著抑制小花南芥根對(duì)Pb的吸收[23]。因此,Cr、Pb可通過鈣離子通道進(jìn)入菜心根細(xì)胞,但不排除通過其他通道吸收Cr、Pb。本實(shí)驗(yàn)中由于Cr、Pb同時(shí)通過鈣離子通道進(jìn)入根系,鈣離子通道功能活躍的品種,吸收Cr、Pb的機(jī)會(huì)就較多,可能導(dǎo)致高吸收;反之,鈣離子通道功能不活躍的品種,吸收Cr、Pb的機(jī)會(huì)就較少,可能導(dǎo)致低吸收。在本研究的水培實(shí)驗(yàn)中,與HC相比,LC菜心根系對(duì)Cr、Pb累積量較少,表6顯示LC菜心根系吸收Ca的數(shù)量也較少,表明相對(duì)低累積菜心品種鈣離子通道功能可能不活躍,吸收Ca和Cr、Pb的能力亦較低。

        表6 鈣離子通道抑制劑對(duì)菜心品種根系Cr、Pb含量的影響Table 6 Influence of LaCl3on Cr and Pb concentrations of the Chinese flowering cabbages cultivars

        控制重金屬從根系向可食部分轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是從根系細(xì)胞原生質(zhì)體向?qū)Ч芙M織的跨質(zhì)膜反轉(zhuǎn)運(yùn)。該過程通常不經(jīng)由鈣離子通道完成,而是通過一些金屬反轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行,如HMA家族中的某些反轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[24]。本研究中Cr從根到可食部分轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)在盆栽條件下HC的特級(jí)粗條、油青四九顯著高于LC的綠星、極品,而水培條件下卻是相反,綠星高于特級(jí)粗條、油青四九,極品高于油青四九。水培條件下Ca、Fe、Cu、Na、Mg等金屬均以溶解態(tài)存在,而盆栽條件下溶解態(tài)金屬較少。因此,兩種培養(yǎng)條件下根系周圍的溶解態(tài)金屬陽離子與Cr、Pb比例不同,導(dǎo)致品種吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Cr的數(shù)量不同,從而引起了品種間Cr轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的差異變化。ZHANG et al通過不同Cd濃度處理的水培、盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)莧菜Amaranthushybridus L.的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別為0.64~1.50和0.33~0.92[25]。同一培養(yǎng)條件下,外源添加重金屬濃度的不同也引起了轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的差異。因此,認(rèn)為不同培養(yǎng)條件下重金屬與環(huán)境中陽離子的比例可能影響作物對(duì)重金屬的吸收,從而改變其對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。Pb轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)在盆栽條件下HC/LC之間無顯著差異,在水培條件下LC卻顯著高于HC,說明Pb從根到可食部分的轉(zhuǎn)運(yùn)不是導(dǎo)致LC可食部分Pb含量低的原因。HC/LC之間Cr、Pb的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)變化趨勢(shì)不一致,可能是Cr、Pb在根細(xì)胞跨質(zhì)膜反轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制不同,也可能是它們?cè)趯?dǎo)管組織長距離運(yùn)輸中的遷移能力不同導(dǎo)致,具體機(jī)制需進(jìn)一步研究。

        4 結(jié)論

        (1)綠星和極品為Cr/Pb相對(duì)低累積品種,提倡在Cr、Pb輕度污染耕地種植相對(duì)低累積品種。

        (2)推測(cè)品種Cr/Pb低累積的根際機(jī)制可能在于:根際水溶態(tài)Cr、Pb、DOC和H+較少,較少Cr、Pb借鈣離子通道進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi),低累積品種對(duì)土壤Cr、Pb活化、吸收能力較弱,進(jìn)而減少其可食部分對(duì)Cr、Pb累積。

        [1]吳燕明,呂高明,周航,等.湘南某礦區(qū)蔬菜中Pb、Cd污染狀況及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2014,34(8):2146-2154.WU Yan-ming,Lü Gao-ming,ZHOU Hang,et al.Contamination statusof Pb and Cd and health risk assessment on vegetables in a mining areain Southern Hunan[J].ActaEcologicaSinica,2014,34(8):2146-2154.

        [2]YU H,WANG J.L,F(xiàn)ANG W,et al.Cadmium accumulation different rice cultivars and screening for pollution safe cultivars of rice[J].Science of the Total Environment,2006,370(2/3):302-309.

        [3]Grant C A,larke J M,Duguid S,et al.Selection and breeding of plant cultivars to minimize cadmium accumulation[J].Science of the Total Environment,2008,390(2/3):301-310.

        [4]龔玉蓮,楊中藝.蕹菜不同鎘積累品種的根際土壤化學(xué)特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2014,25(8):2377-2384 GONG Yu-liang,YANG Zhong-yi.Chemical characteristics of the rhizosphere soil of water spinach cultivars differing in Cd accumulation[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2014,25(8):2377-2384.

        [5]Huang B F,Xin J L,Dai H W,et al.Identification of low-Cd cultivars of sweet potato(Ipomoea batatas(L.)Lam.)after growing on Cd-contaminated soil:uptake and partitioning to the edible roots[J].Environmental Science and Pollution Research,2015,22(15):11813-11821.

        [6]He B,Ling L,Zhang L,et al.Cultivar-specific differences in heavy metal(Cd,Cr,Cu,Pb,and Zn)concentrations in water spinach(ipomoea aquatic‘forsk')grown on metal-contaminated soil[J].Plant and Soil,2015,386(1/2):251-262.

        [7]郭曉方,衛(wèi)澤斌,丘錦榮,等.玉米對(duì)重金屬累積與轉(zhuǎn)運(yùn)的品種間差異[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2010,26(4):367-371. GUO Xiao-fang,WEI Ze-bin,QIU Jin-rong,et al.Differences between corn cultivars in accumulation and translocation of heavy metals[J]. Journal of Ecology and Rural Environment,2010,26(4):367-371.

        [8]Qiu Q,Wang Y T,Yang Z Y,et al.Responses of different Chinese flowering cabbage(Brassica parachinensis L.)cultivars to cadmium and lead exposure:Screening for Cd+Pb pollution-safe cultivars[J].Journal of Food Agriculture&Environment,2011,39(11):925-932.

        [9]萬敏,周衛(wèi),林葆.不同鎘積累類型小麥根際土壤低分子量有機(jī)酸與鎘的生物積累[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2003,9(3):331-336. WAN Min,ZHOU Wei,LIN Bao.Low-molecular-weight organic acids in rhizosphere soil and their effection cadmium accumulation in two cultivars of wheat[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2003,9(3):331-336.

        [10]Mei X Q,Li S S,Li Q S,et al.Sodium chloride salinity reduces Cd uptake by edible amaranth(Amaranthusmangostanus L.)via competition for Ca channels[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2014,105:59-64.

        [11]薛艷,王超,王沛芳,等.外源添加抑制劑對(duì)蘆蒿吸收Cd和Pb的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2009,28(11):2255-2258. XUE Yan,WANG Chao,WANG Pei-fang,et al.Effect of additive inhibitor on the Cd and Pb uptake of Artemisia seleirgensis[J].Journal of Agro-Environment Science,2009,28(11):2255-2258.

        [12]劉維濤,周啟星,孫約兵,等.大白菜對(duì)鉛積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異研究[J].中國環(huán)境科學(xué),2009,29(1):63-67. LIU Wei-tao,ZHOU Qi-xing,SUN Yue-bin,et al.Variety difference of lead accumulation and translocation in Chinese cabbage(Brassica peckinensis L.)[J].ChinaEnvironmental Science,2009,29(1):63-67.

        [13]楊暹,郭巨先,劉玉濤.華南特產(chǎn)蔬菜菜心的營養(yǎng)成分及營養(yǎng)評(píng)價(jià)[J].食品科技,2002(9):74-76. YANG Xian,GUO Ju-xian,LIU Yu-tao.The nutritive composition andassessment of Brassica parachinensis[J].Food Science and Technology,2002(9):74-76.

        [14]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].三版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2005:25-241. BAO Shi-dan.Soil agro-chemistrical analysis[M].The third edition. Beijing:China Environmental Science Press,2005:25-241.

        [15]國家環(huán)境保護(hù)總局.HJ 332—2006,食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2007. State Environmental Protection Administration.HJ 332—2006,F(xiàn)armland environmental quality evaluation standards for edible agriculturalproducts[S].Beijing:China Environmental Science Press,2007.

        [16]中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.中國土壤元素背景值[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1990. China Environmental Monitoring Station,Natural background values of soil elements in China[M].Beijing:China Environmental Science Press,1990.

        [17]國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì).GB 2762—2012食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012. National Health and Family Planning Commission.GB 2762—2012 China National Food Safety Standard:Maximum limit of contaminants in food[S].Beijing:Standards press of China,2012.

        [18]張黛靜,邵云,柴寶玲,等.小麥植株對(duì)重金屬鉻吸收累積的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2009,28(2):311-315. ZHANG Dai-jing,SHAO Yun,CHAI Bao-ling,et al.Uptake and accumulation of chromium in wheat[J].Journal of Agro-Environment Science,2009,28(2):311-315.[19]Chen Y X,Yu M G,Duan D C.Tolerance,accumulation,and detoxification mechanism of copper in Elsholtziasplendens Sherameti I,Varma A,eds.Detoxification of heavy metal Springer,2011:317-344.

        [20]Yang Y Y,Jung J Y,Song W Y,et al.Identification of rice varieties with high tolerance or sensitivity to lead and characterization of the mechanism of tolerance[J].Plant Physiology,2000,124(3):1019-1026.

        [21]Cataldo D A,Garland T R,Wildung R E.Cadmium uptake kinetics in intact soybean plants[J].Plant Physiology,1983,73:844-848.

        [22]Liu J,Duan C Q,Zhang X H,et al.Characteristics of chromium(Ⅲ)uptake in hyperaccumulator Leersia hex andra Swartz[J].Environmental and Experimental Botany,2011,74:122-126.

        [22]王吉秀,太光聰,祖艷群,等.小花南芥根(Arabisalpinal var.parvifloraFranch)對(duì)鉛鋅吸收的藥理學(xué)研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(9):206-211.WANG Ji-xiu,TAI Guang-cong,ZU Yan-qun,et al.A Pharmacology study on the absorption of lead and zinc in roots of Arabis alpinal var. parviflora Franch[J].Chinese Agricultural Science Bulletin,2011,27(9):206-211.

        [24]Pedas P,Schjoerring J K,Husted S.Identification and characterization of zinc-starvation-induced ZIP transporters from barley roots[J].Plant Physiology Biochemistry,2009,47(5):377-383.

        [25]Zhang X C,Zhang S R,Xu X X,et al.Tolerance and accumulation characteristics of cadmium in Amaranthushybridus L.[J].Journal of Hazardousmaterials,2010,180(1):303-308.

        Screening and preliminary rhizosphere mechanisms of low Cr/Pb accumulation cultivars of Chinese flowering cabbages(Brassica parachinensis L.)

        CHEN Hui-jun1,2,TAN Ling1,2,LI Qu-sheng1,2*,LUO Tao1,2,F(xiàn)ANG Hao1,2,YU Dan-ping1,2,HU Ni1,2,YANG Yao-shuai1,2
        (1.School of Environment,Jinan University,Key Laboratory of Environmental Exposure and Health of Guangzhou City,Guangzhou 510632,China;2.Guangdong provincial research center of environmental pollution control and remediation material,Guangzhou 510632,China)

        A pot experiment was carried out to select relatively high Cr/Pb accumulating cultivars(HC)and relatively low Cr/Pb accumulating cultivars(LC)from 37 cultivars of Chinese Flowering Cabbages(Brassica parachinensis L.).A hydroponic experiment and an experiment by Ca ion channel blocker were performed on the selected HC and LC cultivarto investigate the mechanism of Cr/Pb uptake and mobilization by roots of LC cultivars.Two HC cultivars(Tejichutiao and Youqingsijiu)and two LC cultivars(Lvxing and Jiping)were selected out.Cr and Pbconcentrations in rhizosphere soil solution of LC cultivars are significantly lower than those of HC cultivar,but were not significantly different to those of bulk soil solution.Meanwhile,the concentrations of dissolved organic carbon(DOC)in the rhizosphere of LC cultivars were obviously lower than that of HC cultivars.The pH values in the rhizosphere of LC cultivars were also higher than those of HC cultivars.These results indicated a lower mobilization of Cd/Pb in the rhizophsere of LC cultivars.Ca ion channel blocker significantly inhibited Cr,Pb and Ca uptake by roots(P<0.05),which suggested that Cr and Pb might be absorbed by cabbage roots via Ca ion channel,although these metals might also be absorbed through Fe and/or K pathway.The less Ca uptake possibly meant inactive Ca ion channel in roots of LC cultivar,re-sulting less Cr and Pb uptake through Ca pathway.The translocation of Cr and Pb from roots to edible parts of cabbage has no significant(P<0.05)effect on Cr and Pb accumulation in edible parts of cabbage.In conclusion,less DOC and H+secreted by roots,and inactive Ca ion channels may result in lower Cr and Pb uptake and accumulation in Chinese flowering cabbages.

        Chinese flowering cabbage(Brassicaparachinensis L.);lead;chromium;low accumulation;rhizosphere mechanism

        X53

        A

        1672-2043(2016)07-1249-08

        10.11654/jaes.2016.07.004

        2016-03-10

        國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41371321);廣東省產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(2013B0906001)

        陳惠君(1989—),女,廣東湛江人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)榄h(huán)境修復(fù)技術(shù)與應(yīng)用。E-mail:506127573@qq.com

        李取生E-mail:liqusheng@21.com

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