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纳米银与镉的复合毒性对拟南芥根系形态及叶片生理指标的影响张传玲;江红生;李长江;汤棋惠;王悠;尹黎燕【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)005【摘要】为研究纳米银(AgNPs)与镉(Cd2+)对拟南芥的复合毒性,本文以不同浓度的PVP coated-AgNPs和Cd2+处理拟南芥幼苗一周后,测定了拟南芥幼苗主根长度,根毛数量,叶片中光合色素和可溶性蛋白含量及抗氧化系统相关酶活性.结果表明,高浓度(5mg/L)Cd2+能显著抑制根长,提高可溶性蛋白含量及SOD(超氧化物歧化酶)和POD(过氧化物酶)的活性.在高浓度Cd2+(5mg/L)中加入AgNPs能显著增强Cd2+对根长的抑制作用,而高浓度的Cd2+能缓解AgNPs对根毛的抑制作用;在低浓度Cd2+(0.1 mg/L和1mg/L)中加入AgNPs能显著增强Cd2+对色素含量抑制作用;在含有Cd2+的处理中,SOD和POD在1mg/L AgNPs下活性最高;以上结果说明Cd2+和AgNPs对拟南芥幼苗根系形态及叶片生理指标都存在交互影响.【总页数】10页(P1951-1960)【作者】张传玲;江红生;李长江;汤棋惠;王悠;尹黎燕【作者单位】海南大学热带农林学院,海南省热带生物资源可持续利用重点实验室,海南海口570228;中国科学院武汉植物园,湖北武汉430074;海南大学热带农林学院,海南省热带生物资源可持续利用重点实验室,海南海口570228;海南大学热带农林学院,海南省热带生物资源可持续利用重点实验室,海南海口570228;海南大学热带农林学院,海南省热带生物资源可持续利用重点实验室,海南海口570228;海南大学热带农林学院,海南省热带生物资源可持续利用重点实验室,海南海口570228【正文语种】中文【中图分类】X173【相关文献】1.镉对龙葵(Solanum nigrum L.)根系形态及部分生理指标的影响 [J], 唐秀梅;龚春风;周主贵;刘鹏;徐根娣;蔡妙珍;吴琼鸯2.蚕豆幼苗期根系和叶片生理指标对UV-B辐射、铅镉胁迫和复合胁迫的响应 [J], 赵锦慧3.添加碳酸钙对土壤中镉形态转化与玉米叶片镉组分的影响 [J], 周卫;汪洪;李春花;林葆4.镉胁迫对马蔺根系形态及部分生理指标的影响 [J], TIAN Xiaoxia;MAO Peichun;GUO Qiang;ZHENG Mingli;ZHANG Weicheng;MENG Lin5.氮对低镉处理下东南景天根系形态及镉积累的影响 [J], 李继光;金兰淑;陈禹桥;林国林;韩晓日;李廷强;杨肖娥;朱恩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
镉胁迫对植物生长及生理生态效应的研究进展作者：宋建金凤媚薛俊刘仲齐来源：《天津农业科学》2014年第12期摘要：镉（Cd）污染对植物的生长发育可产生较大影响，低浓度的Cd胁迫可在一定程度上促进植物的生长，但高浓度的Cd胁迫对植物生长有抑制效应；在超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）等保护性酶的调节下，可以在一定程度上缓解Cd 胁迫对植物膜脂的过氧化伤害作用。
本文在总结国内外相关研究的基础上，就 Cd 胁迫对植物的生长发育及生理生态效应进行了简要综述，并指出了存在的问题与发展前景。
关键词：镉；植物；生理生态效应中图分类号：X173 文献标识码： A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.005重金属污染是全球面临的严峻问题之一，是仅次于农药污染的第二大污染。
其中镉（Cd）因周期长、移动性大、毒性高、难降解等而备受关注。
土壤中的镉污染主要是随着采矿冶炼和电镀工业的不断发展而积累起来的[1]。
镉不是植物生长发育所必需的营养元素，但易被植物吸收，过量的镉会对植物产生毒害，导致作物减产。
镉进入植物体内能够被根系和叶片吸收，然后在各组织部位积累，进而通过食物链进入人体积累，加剧人的衰老进程，引发多种疾病，给人类健康带来巨大危害[2]。
关于重金属镉的污染问题，国内外做了大量的研究工作。
目前研究主要集中在Cd的吸收、富集以及其对植物生长发育、生理生化的影响等方面。
1 Cd在植物体内的富集特征及分布不同植物对Cd的吸收累积效应大不相同，通常采用富集系数来说明某种植物对Cd的吸收累积能力。
土壤Cd被植物吸收后，大部分富集在根部，迁移至地上部的一般较少[3]。
Wang等[4]在研究6种蔬菜对Cd的富集吸收能力时发现，叶菜类蔬菜如大白菜、青菜和蕹菜比非叶菜类蔬菜如丝瓜、茄子和豇豆具有较高的富集系数，表明叶菜类蔬菜比非叶菜类蔬菜更容易吸收土壤中的Cd。
随着工业化的发展和不合理的开发利用资源，越来越多的重金属在土壤中积累。
最近十多年间，污水灌溉、采矿等人类活动致使土壤和水中的镉含量大幅增加，并通过食物链积累危害人类健康[1-2]。
根据国土资源部统计显示，目前全国约有4%的耕地受到镉污染，占重金属超标土壤面积的40%，2011年造成粮食减产400多万t ，镉对大米等农作物造成的食物安全风险状况亦不容乐观[3]。
由于镉具有潜伏期长，毒性和迁移性强等特点，故对其污染土壤的诊断与治理已引起国内外学者的广泛重视[4-5]。
高浓度的镉容易造成甲基化损伤、细胞DNA 链断裂、碱基错配等损伤，从而摘要：DNA 甲基化是表观遗传学的重要组成部分，并在环境胁迫响应中起重要作用。
运用甲基化敏感扩增多态性（Methylationsensitive amplification polymorphism ，MSAP ）技术研究0、0.5、1.5、5.0mg ·L -1Cd 2+处理对拟南芥幼苗全基因组DNA 甲基化水平的影响，结果表明：（1）不同浓度镉处理19d 后，叶片数、地上部鲜重无明显变化，但根长受到显著抑制；（2）选取10对引物扩增DNA 酶切产物，所得三个镉处理造成的拟南芥基因组MSAP%均高于对照（35%）；（3）随着镉处理的增大，拟南芥基因组甲基化（M ）型条带依次减少，去甲基化（D ）型条带逐渐增加，并且条带亮度也有所变化；（4）将特异性条带克隆测序后发现，mRNA 、假设蛋白、表达蛋白、用于编码假定蛋白的mRNA 序列V 型质子ATP 酶亚组、叶绿体中光合体系II CP47基因、叶绿体DNA 、rRNA 重复单元、核糖体蛋白等多种序列均存在甲基化修饰现象。
这些特异序列可为我们寻找镉胁迫的生物标记物及胁迫响应的机理研究提供一定的依据。
关键词：拟南芥；基因组甲基化；镉胁迫；MSAP 中图分类号：Q943.2文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2014）01-0028-09doi:10.11654/jaes.2014.01.003运用MSAP 研究镉胁迫对拟南芥幼苗基因甲基化的影响李照令1，2，王鹤潼1，陈瑞娟1，2，贾春云1，李晓军1，台培东1，李培军1，刘宛1*（1.中国科学院沈阳应用生态研究所污染生态与环境工程重点实验室，沈阳110016；2.中国科学院大学，北京100049）Studying Genomic Methylation of Arabidopsis thaliana Seedlings Under Cadmium Stress Using MSAPLI Zhao-ling 1,2,WANG He-tong 3,CHEN Rui-juan 1,2,JIA Chun-yun 1,LI Xiao-jun 1,TAI Pei-dong 1,LI Pei-jun 1,LIU Wan 1*（1.Key Laboratory of Pollution Ecology and Environmental Engineering,Institute of Applied Ecology,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China ）Abstract ：The DNA methylation is an important component of epigenetics and plays a significant role in the environmental stress-response.In this study,the effect of Cd 2+on the methylation in genome-wide DNA of Arabidopsis was researched under Cd stress of 0~5.0mg ·L -1Cd 2+using methylation-sensitive amplified polymorphism （MSAP ）technique.Root growth was significantly inhibited by Cd after 19days of incubation.However,no obvious differences were observed in leaf numbers and fresh weight among all treatments.The percentages of MSAP in Arabidopsis treated with Cd 2+were higher than that of the control （35%）.Increasing Cd concentrations decreased the methylated （M ）-type bands,but increased demethylated （D ）-type bands.Variations in the brightness intensity of these two bands were observed.After the specific bands were cloned and sequenced,the methylation modification phenomena were found in multiple sequences such as mRNA,hy －pothetical protein,express protein,V -type proton ATPase enzyme subgroup,chloroplast photosystem II CP47genes,Chloroplast DNA,rRNA repeat unit and ribosomal protein.These specific sequences could provide bases for the biomarkers of cadmium stress and stress-re －sponse mechanisms.Keywords ：Arabidopsis thaliana ;genome methylation;cadmium stress;MSAP收稿日期：2013－04－30基金项目：国家自然科学基金项目（21347007）；国家自然科学基金项目（21077113，40930739，20977095）；辽宁省自然科学基金项目（201202224）；国家科技重大专项（2012ZX07505-001）；沈阳大学区域污染环境生态修复教育部重点实验室基金作者简介：李照令（1988—），女，河北石家庄人，硕士研究生，主要从事环境污染生态毒理学研究。
镉胁迫对植物生长发育的影响及其机制植物是生命的载体，生长发育是植物的生命体征之一。
然而，在人类的工业化进程中，很多有毒物质如镉不断被排放，加剧了土壤污染，对植物生长发育产生了严重威胁。
一、镉胁迫对植物生长发育的影响1.1 影响植物的根系镉胁迫会导致植物根毛数量减少、长度缩短、形态异常，同时还会影响根系结构和比表面积，从而使植物的营养吸收能力降低，影响养分的吸收和利用。
1.2 影响植物的光合作用镉胁迫还会影响植物光合作用过程，如破坏光合色素、降低光合酶活性等，导致植物叶片产生黄化，减小叶面积，影响光合作用的产物的形成和运输，影响植物生长。
1.3 影响植物的生长和发育镉胁迫会导致植物的茎秆变软、矮化，叶片变小、厚度减薄等，同时还会影响植物的叶芽、花序、花粉等发育，直接影响植物的繁殖能力。
二、镉胁迫对植物生长发育的机制镉胁迫导致的植物生长发育异常与其机制密切相关。
主要原因包括镉离子的毒性、离子对植物代谢物的影响以及激活氧的介入。
2.1 镉离子的毒性镉离子是植物生长发育受到镉胁迫的主要原因之一。
镉离子与植物的酶、蛋白质、核酸以及维生素等重要物质形成络合物，导致这些物质的功能损害，影响植物的代谢和养分吸收。
2.2 离子对植物代谢物的影响镉离子还可以影响植物代谢物的运输，导致植物代谢物的积累和分布不均，影响植物的生长发育。
2.3 激活氧的介入镉胁迫会导致植物体内激活氧的产生增多，激活氧直接损害植物的细胞壁、膜蛋白等，影响植物细胞的稳定性和透性。
三、镉胁迫对植物的防御机制要想保证植物在镉胁迫下正常的生长发育，必须要采取相应的防御措施，常见的方法包括增强植物的代谢能力、促进植物本身对毒物的解毒和调节化合物的合成。
3.1 增强植物的代谢能力对于受到镉胁迫的植物来说，增强植物自身的代谢能力可以有效地减轻镉离子的毒性。
例如，通过提高酵素活性、增强植物的氮素吸收，增强代谢能力，对植物细胞的应激反应能力进行提高。
3.2 促进植物自身的解毒植物自身含有一系列的解毒酶，能够将镉离子转化为无毒的形式。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展镉(Cd)是一种广泛存在于自然界的重金属元素，大量的镉污染源来自化肥、工业废水、城市污水等。
由于其毒性较大，容易积累并传递给植物，严重影响了植物的生长发育和产量，甚至对人类健康造成潜在危害。
研究镉对植物的毒害及植物解毒机制成为当前植物生态毒理学和环境保护领域的热点问题之一。
一、镉对植物的毒害1. 镉在植物体内的积累镉进入植物体内主要是通过土壤根际渗透和叶片表面吸收两种途径，而且镉以阳离子形式存在，较容易积累于植物体内。
随着土壤中镉浓度的增加，植物对镉的吸收量也会显著增加。
一旦进入植物体内，镉会被吸收并积累在根、茎和叶等部分，从而对植物造成直接毒害。
镉对植物的毒害效应主要表现在植物生长发育、生理生化和分子水平方面。
镉可以抑制植物的生长发育，降低植物产量和品质。
镉还会影响植物的营养代谢，破坏植物的光合作用和呼吸作用，导致叶片脱水、黄化、早衰等。
镉还会对植物的DNA、RNA和蛋白质产生损伤，导致植物细胞凋亡和死亡，最终影响植物的生长发育。
1. 镉积累与解毒植物对抗镉胁迫的一个重要途径是通过积累和解毒。
植物在受到镉胁迫时，可以通过根际分泌物、细胞壁和细胞液中金属螯合物的产生，以及镉离子的转运和储存等方式来积累和解毒镉离子。
金属螯合物是植物对抗镉毒性最主要的方式之一，它可以有效减少镉在植物体内的自由形态，降低对植物的毒害作用。
2. 镉胁迫引发的信号转导和逆境应答植物在受到镉胁迫时，会启动一系列的信号转导和逆境应答机制，以应对镉离子的毒害作用。
植物激活了一些信号转导通路和逆境蛋白，如MAPK通路、Ca2+信号、ROS信号、蛋白激酶和转录因子等，以调节植物的生长发育和抗氧化系统。
还会诱导植物产生一些蛋白质和代谢产物，如拟南芥甘氨酸蛋白酶、谷胱甘肽、蓝藻蛋白和抗氧化酶等，来减轻镉对植物的毒害效应。
3. 基因调控与表观遗传学植物在受到镉胁迫时，还会调控一些特定的基因表达和表观遗传学修饰，以应对镉离子的毒害作用。
第 4 章讨论4.1 Cd 胁迫下对拟南芥生长与吸收Cd 的影响根长、叶片大小、叶片颜色、根茎干湿重等，均为可衡量植物发育与生长的指标。
在本论文中，对叶片大小进行了估量。
Cd胁迫后，ein2-1突变体的叶片大小，比野生型的叶片大，也说明，突变体ein2-1 与野生型相比，对Cd 胁迫，有更大的抗性。
4.2 Cd 胁迫下对拟南芥光合指标的影响4.2.1 对叶绿素含量的影响在Cd 胁迫下，叶片中所含的叶绿素含量，其与光合作用有直接紧密的关联，同时，其也是抗重金属胁迫的重要的一个指标［82］。
故本论文中对Cd胁迫后的野生型与ein2-1拟南芥的叶绿素含量进行了测量，并做了比较。
结果显示，Cd胁迫后，野生型与ein2-1 的叶绿素均被部分破坏，，致使叶绿素含量有所下降，但ein2-1 被破坏的程度，较对照野生植株来说，程度较低，也说明突变体ein2-1 对Cd 的抗性更强。
4.2.2 对光合参数的影响(1) 对净光合速率Pn 的影响净光合速率Pn 可用来衡量光合特性，是一个重要的生理指标。
由实验结果可以看出，ein2-1 突变体净光合速率其下降程度较小且高于野生型。
(2) 对非光化学淬灭系数NPQ 的影响非光化学淬灭为由于热耗散的原因，所导致的荧光淬灭，其值表明了植物将光能转化为热能的程度［83］。
在Cd 胁迫下，突变体ein2-1 的NPQ 低于对照野生型，即突变体ein2-1 利用更多光能，将其用于光合作用，故相比于野生型对照植株，其光合效率更高。
(3) 对荧光参数的影响在类囊体膜上，光合的光化学反应在此位置进行。
其中，能直接说明光系统II光化学能力的指标为荧光参数的变化情况。
初始荧光表示为F0，其值表明在不参与PSII 下，光化反应所辐射的光能。
Fv/Fm 则表示原始所吸收的光能，其转化的效率。
而Fv其可用来表示光系统II的光化活性大小，并与光系统II原初反应相关。
Cd胁迫后，野生型对照的Fv/Fm下降程度，大于突变体ein2-1，原因可能为PSII 有难以逆转的破坏，或者是有可逆失活出现，也可能为叶片中的结构如类囊体膜受到很多的损伤所致［判。
Cd、Cu胁迫对拟南芥错配修复基因甲基化水平的影
响研究的开题报告
题目： Cd、Cu胁迫对拟南芥错配修复基因甲基化水平的影响研究
背景与意义：
拟南芥是被广泛应用于重金属毒害研究的模式植物之一，其生长发育过程受到胁迫的影响较为敏感。
Cd、Cu等重金属在自然环境中广泛存在，且由于人类活动的影响，重金属污染日趋严重。
拟南芥种子萌发过程中以及早期幼苗时期的生长过程需要错配修复系统来修复DNA单链断裂和碱基突变等损伤，而基因甲基化作为一种重要的表观遗传学修饰方式，对错配修复基因的表达和功能发挥具有重要作用。
材料与方法：
选取拟南芥种子，种植在含有不同浓度的Cd、Cu的培养基上，分别观察不同处理条件下拟南芥的生长情况。
采用高通量测序技术，对拟南芥中错配修复基因的甲基化水平进行分析。
预期结果：
Cd、Cu胁迫处理会导致拟南芥的生长受到明显影响，影响程度与胁迫浓度相关。
重金属胁迫可以影响错配修复基因的甲基化水平，表明重金属污染可能影响DNA修复功能的发挥。
意义：
本研究结果可为深入探究重金属污染对植物DNA修复机制影响提供基础研究数据，为评价重金属污染对生物多样性和生态安全的影响提供科学依据。
自噬现象的观测高玲1,2*，张卫娜2,4*，陈文利2,31.青岛农业大学生命科学学院，山东青岛266109；2.华南师范大学激光生命科学教育部重点实验室，广州510631；3.华南师范大学生命科学学院，广东省植物发育生物工程重点实验室，广州510631；4.广东省农业科学院，广州510640收稿日期：2011-03-23；接受日期：2011-04-29基金项目：教育部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0829)，广东省科技攻关项目(2007A020300008-6)，华南师范大学激光生命科学教育部重点实验室开放课题基金项目通讯作者：陈文利，电话：(020)85211436-8512，E-mail ：chenwl@*并列第一作者摘要：镉离子(Cd 2+)具有强植物毒性，可抑制植物生长，甚至导致植物死亡。
为了研究重金属镉对拟南芥的毒害作用，采用叶绿素荧光技术、流式细胞技术、激光共聚焦技术及半定量RT-PCR 技术，检测光合参数的变化、活性氧(reactive oxygen species ，ROS)的累积、自噬的发生，以及病原相关蛋白（pathogenesis-related protein ，PR ）基因表达的变化。
实验结果显示，随着50μmol/L CdCl 2处理时间的延长，ROS 和Cd 2+在细胞中大量积累。
而在镉胁迫的初期，会观察到自噬的发生及PR 基因表达的变化。
说明植物受到外界Cd 2+作用的初期，会通过自噬及增强PR 基因表达来抵抗外界胁迫。
但随着处理时间的延长，植物细胞内累积了大量的ROS 和Cd 2+，当植物不足以通过自噬途径抵抗胁迫时，就会导致生长受阻，最终对光合系统造成损伤。
关键词：镉；活性氧；自噬；叶绿素荧光；流式细胞技术中图分类号：Q945，Q947DOI ：10.3724/SP.J.1260.2011.00676引言近年来，工业、矿业生产中产生的大量重金属被释放到环境中，镉(Cd )即是其中之一。
大量研究表明，镉是环境中的主要重金属污染源，是对植物毒性最强的元素之一。
镉毒害同其它逆境一样，主要伤害机制之一是影响植物体内活性氧(reactive oxygen species ，ROS )和自由基的代谢平衡，引起ROS 和自由基的积累，产生膜脂过氧化作用，导致植物的中毒甚至死亡[1]。
植物体内的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase ，SOD )和过氧化氧酶(catalase ，CAT )等保护酶对ROS 及自由基的清除能力，是决定其逆境抗性的重要因素之一[2]。
镉胁迫成为各种生物面临的一种新挑战。
植物和藻类细胞虽然可以耐受一定量的镉胁迫[3]，但过量的镉会直接或间接地抑制植物体的生理过程，如呼吸作用、光合作用和氮代生物物理学报2011年8月第27卷第8期:ACTA BIOPHYSICA SINICA Vol.27No.8Aug.2011:676-686676-686676ROS的产生及基因表达的变化。
在分子水平，镉能够影响巯基(-SH)和金属鳌合键的形成与分离、蛋白质的二级结构和细胞内氧化还原状态的改变，还会影响植物对其生长所必须的金属元素的吸收、转移和代谢[8]。
另外，在生物体内，镉能使在氧化还原或电子转移过程中发挥重要作用的金属蛋白质发生毒化，致使自由基增多，导致蛋白质、脂类及其它生物分子发生非特异性破坏[9]。
但目前对于镉胁迫引起植物细胞死亡的机制依然不明。
本实验以作为影响因子，采用叶绿素荧光技术、流式细胞技术、激光共聚焦技术及半定外施CdCl2溶液处理的不同时间点，检测拟南芥生长及其光合参数的变化、量RT-PCR技术，在CdCl2ROS的积累、自噬的发生，以及相关基因的表达情况，为监测重金属胁迫对植物的损伤作用提供简单便捷的方法，同时为揭示植物对Cd2+的响应机理提供实验依据。
材料和方法拟南芥的培养和原生质体的分离拟南芥种子哥伦比亚野生型和突变体atg2(购买于The Nottingham Arabidopsis StockCentre，由于ATG2基因的缺失，突变体不能发生自噬现象，且正常生长条件下也会表现出早衰现象)，经1%次氯酸钠溶液表面消毒后，用无菌水浸泡，置于4℃冰箱低温春化处理3d。
播种后在人工培养室培养，培养条件为16h光照、8h黑暗，光照强度120μmol/L·m2·s，温度22℃，相对湿度82%。
待幼苗长至28～35d左右时，取大小均一、生长一致的植株进行相关实验[10]。
提取原生质体时，用锋利的刀片将拟南芥叶片切割成0.5～1mm的长条。
将大约10～20个叶片溶解于5～10ml的酶解液〔1%～1.5%纤维素酶R10(Yakult Honsha，Tokyo，Japan)，0.2%～0.4%离析酶R10(Yakult Honsha，Tokyo，Japan)，0.4mol/L甘露醇，20mmol/L KCl，20mmol/L MES(pH5.7)，10mmol/L CaCl2〕中，抽真空20～30min后，置于黑暗中继续酶解3h。
用孔径为35～75μm的尼龙网过滤，加W5溶液〔2mmol/LMES(pH5.7)，154mmol/L NaCl，125mmol/L CaCl2，5mmol/L KCl〕，使细胞悬浮，100g离心力下离心3min，重复离心三次，将下层原生质体小心地悬浮于W5溶液中，悬浮浓度1～2×105/mL[11,12]。
每组实验重复三次。
实验方法叶绿素荧光参数的测量应用Imaging-PAM便携式叶绿素荧光仪(Walz，Germany)，测定不同实验组叶片的叶绿素荧光参数。
测定前，将叶片放置到Imaging-PAM型荧光仪匹配的暗适应夹中适应25～30min。
测定时，将拟南芥的叶片放置到样品室，打开检测光(0.1μmol/m2·s)，测定初始荧光(F o)；然后照射饱和脉冲光(3000μmol/m2·s)，每2.5s1个脉冲，测定最大光化学效率677｜ACTA BIOPHYSICA SINICA子激光器，LTG(LysoTracker@Green DND-26，用于自噬小体的检测)[13]和Leadmium TM Green AM dye(用于Cd2+的检测)(MolecularProbes，Invitrogen，Calsbad，CA，USA)[14]的荧光用488nm的激发光激发，选择合适的分色镜后，通过500～550nm的带通滤光片探测；叶绿体自发荧光的激发波长为488nm，使用650nm的长通滤光片接收。
物镜为100倍的油镜。
图片使用Zeiss Rel3软件处理。
将叶片和提取好的原生质体悬浮于细胞培养皿(悬浮浓度2×105原生质体/mL)并用荧光染料孵育染色后，置于黑暗处20min，然后用50μmol/L CdCl2溶液处理2h，置于共聚焦显微镜下观察。
流式细胞技术分析活性氧的变化提取的原生质体经W5反复洗涤三次后，加入荧光染料2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酯(2′,7′-dichlorodihydrofluorescein diacetate，H2DCFDA)(终浓度为5mmol/L)，于黑暗中静置染色10～15min，再加入50μmol/L CdCl2溶液处理不同的时间，用流式细胞仪FACSCanto Ⅱcytofluorimeter(Becton Dickinson，Mountain View，CA，USA)观察活性氧的变化。
激发波长为488nm。
RNA的提取及半定量RT-PCR选取3周大小的拟南芥植株，用CdCl2处理一定时间后提取总RNA，然后根据其OD260确定RNA浓度。
根据说明书The SuperScriptⅡFirst-Strand Synthesis System for RT-PCR (Invitrogen)反转录合成第一链cDNA后，进行半定量RT-PCR实验[15]。
引物设计见表1。
Gene Primer sequence Fragment length(bp)ACTIN PR1 PR25'-AACGATTCCTGGACCTGCCTCATCATACTC-3'5'-AGAGATTCAGATGCCCAGAAGTCTTGTTCC-3'5'-CGTCTTTGTAGCTCTTGTAGGTGCTCTTGTTC-3'5'-GTATGGCTTCTCGTTCACATAATTCCCACGAG-3'5'-ATGTCTGAATCAAGGAGCTTAGCCTCACCACC-3'5'-GTTGAAATTAACTTCATACTTAGACTGTCGATCTGG-3'3534511017表1文章中用到的引物序列Table1The primers used in this paper数据分析结果为重复三次的实验数据，采用Microcal Origin 6.0绘图软件和SPSS11.5统计分析软件进行数据分析。
结果与分析镉胁迫对拟南芥生长及其叶绿素荧光参数的影响50μmol/L CdCl2对野生型拟南芥植株生长及其叶绿素荧光参数的影响如图1所示。
678ACTA BIOPHYSICA SINICA｜Vol.27No.8｜Aug.2011 ｜ACTA BIOPHYSICA SINICA高浓度的Cd 2+造成植物生长受阻，并表现出植株生长缓慢、植株矮小、叶片褪绿等中毒症状，严重影响作物产量与质量，甚至会导致植物的死亡[11]。
分别用50μmol/L 的CdCl 2溶液浇灌处理拟南芥植株5、10和15d ，最后同时采撷样品进行实验观察，发现处理不同时间的拟南芥，其地上部分及根长都有很大的差异。
从图中可以明显看出，进行CdCl 2处理后，虽然是在营养土中生长相同的时间后取材，但处理5和10d 的植株与对照相比，其根长和地上部分的生长均受到抑制。
随着作用时间的延长，植物根的生长受到显著抑制，叶片生长缓慢且逐渐变黄(图1A )。
很显然，CdCl 2溶液处理对拟南芥的生长有非常强的负面效应。
其次，CdCl 2胁迫后，荧光参数F v/F m 显著降低，F o 上升，而NPQ 呈现出先上升后下降的趋势(图1B ～D )。
F v/F m 表示PS Ⅱ的最大光化学量子产量，即PS Ⅱ的原初光能转换效率，被用作表征环境胁迫程度的指标和探针[16]。
经过15d 的CdCl 2处理，F v/F m 从0.806±0.006下降到0.727±0.007(P <0.05)，图1C 表明，Cd 2+使PS Ⅱ反应中心受损，抑制光合作用的原初反应，阻碍光合电子传递的过程。
