基于细胞壁吸附固定特性的小飞蓬耐Cd机制研究

• 作者: 侯晓龙 周垂帆 张虹 曹升 罗洁文 胡华英
• 来源期刊: 农业环境科学学报
• 关键词: 小飞蓬 Cd 细胞壁 吸附固定特性 FTIR
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 污染生态
• 页码范围: 980-990
• 页数: 11页
• 分类号: X171.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.11654/jaes.2018-1231

摘要

为探究小飞蓬根、叶细胞壁在Cd吸收过程中发挥的作用,以小飞蓬为供试植物,扫描电镜(SEM)观察Cd在小飞蓬组织中的分布及受损情况,通过细胞壁化学改性,利用吸附动力学和傅里叶红外光谱技术(FTIR)对小飞蓬根、叶细胞壁的Cd吸附固定特性进行了研究.扫描电镜结果显示,Cd胁迫下小飞蓬根、叶组织结构排列不规则,并出现晶体堵塞导管的现象,皮层组织是小飞蓬吸附固定Cd的重要部位;经酯化改性、氨基甲基化改性和果胶酶改性后,吸附动力学试验表明根细胞壁对Cd的累积吸附量分别相对降低了49.1％、38.5％ 和26.1％,叶细胞壁分别相对降低了39.47％、20.14％ 和30.23％.根细胞壁上的羧基和氨基在Cd吸附中的贡献作用较大,而叶细胞壁上的羧基和果胶在Cd吸附中的作用较明显.利用FTIR表征了小飞蓬根、叶细胞壁上Cd吸附位点的官能团信息后表明,在小飞蓬根、叶细胞壁吸附Cd的过程中,羟基、羧基和氨基是Cd的主要结合位点.其中,果胶为Cd的结合提供羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cd的结合提供羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点.由此可见,细胞壁各组分中的羟基、羧基和氨基提供Cd结合位点,使细胞壁对Cd具有较高的吸附固定能力,是小飞蓬耐Cd的一种重要机制.