砷在菖蒲亚细胞组分中的分布特征OA

探究亚细胞分布层面挺水植物耐砷机理,为利用挺水植物修复砷污染水体提供理论依据。选取菖蒲(Acorus calamus)为供试植物,采用水培试验,考察不同浓度(0、200、500和1 000μg/L)砷酸盐[As(Ⅴ)]和亚砷酸盐[As(Ⅲ)]对菖蒲根和茎叶的亚细胞组分中砷含量的影响,分析砷在各亚细胞组分中的分布特征。结果表明:不同浓度As(Ⅴ)、As(Ⅲ)处理,菖蒲根系各亚细胞组分中的砷含量均显著高于茎叶。根细胞的可溶性组分(包含液泡)中砷含量均显著高于同一砷浓度处理下的另外3种亚细胞组分(线粒体、细胞壁和细胞核),As(Ⅴ)的亚细胞分布呈现为可溶性组分>线粒体组分>细胞壁组分>细胞核组分,As(Ⅲ)的亚细胞分布则表现为可溶性组分>细胞壁组分>线粒体组分>细胞核组分,可溶性组分中As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的占比分别为37.7%~40.5%、31.0%~52.9%,其最高含量分别为25.03 mg/kg[As(Ⅴ)]和13.28 mg/kg[As(Ⅲ)]。在浓度As(Ⅴ)或As(Ⅲ)处理下,茎叶各亚细胞组分中的砷含量分布异于根系,线粒体组分中的砷含量最高,为3.52 mg/kg[As(Ⅴ)]和1.61 mg/kg[As(Ⅲ)],其次是可溶性组分。菖蒲茎叶中As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的亚细胞分布均主要集中在可溶性组分和线粒体组分内。由此可见,菖蒲根细胞的可溶性组分是As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的主要积累场所,其根、茎叶细胞主要通过液泡区隔化作用以减弱无机砷对自身的毒害。