锑(Sb)是一种有毒的重金属元素,蜈蚣草(Pteris vittata L.)是西南地区常见的锑高富集植物,本论文将两者结合,研究蜈蚣草亚细胞尤其是细胞壁对锑的富集及耐性机制。探究锑胁迫下,蜈蚣草亚细胞各组分中锑的含量及细胞壁果胶、半纤维素中总糖、半乳糖醛酸的变化响应;利用细胞壁化学改性结合吸附实验和红外光谱学研究蜈蚣草细胞壁及其组分对锑的吸附特征,以及吸附固定锑的主要组分。得到的主要结论如下:(1)采用差速离心法,在不同浓度的锑溶液胁迫下,探究蜈蚣草根、茎、叶亚细胞中锑的分布特征。锑大量富集在蜈蚣草根部,少量富集于茎、叶,表明蜈蚣草根部对锑有较强的阻控作用,从而削弱锑对蜈蚣草茎、叶的进一步毒害。从整体来看,蜈蚣草亚细胞中锑的含量为细胞壁>可溶组分>原生质体>线粒体,证实了细胞壁在蜈蚣草阻抗锑的过程中起着主要作用。(2)吸附实验表明,蜈蚣草根细胞壁对锑具有较强的吸附能力,吸附100 min后,根细胞壁的锑吸附量已接近于饱和水平,吸附量可以达到最大吸附量的95%左右;吸附450 min后达到吸附饱和,饱和吸附量为25.01 mg/g。通过蜈蚣草细胞壁改性实验表明,果胶是细胞壁吸附固定锑的主要组分,降低果胶甲基酯化程度,吸附锑的效果会降低14.63%。此外,由傅立叶红外表征可知,在水培状态下胁迫蜈蚣草,胁迫浓度为40 mg/L为蜈蚣草根部的临界值,茎、叶的临界值为60 mg/L,当超过此临界值时,会受到一定的毒害作用,而从影响其正常的生理生化活动。(3)耐性植物蜈蚣草通过改变其细胞壁组分(如果胶、半纤维素等)的多糖含量来对抗锑的胁迫,随着锑离子胁迫浓度的增加,细胞壁多糖组分的含量发生变化。其中总果胶、螯合态果胶、半纤维素1的总糖含量显著增加,碱性果胶、半纤维素2的含量显著减少;而除了叶中碱性果胶的半乳糖醛酸含量有所减少,其余根、茎、叶中的半乳糖醛酸含量都有所增加。也再次印证了细胞壁在蜈蚣草对重金属解毒方面发挥着重要的作用。植物通过这种行为把大量的锑聚集在细胞壁上,避免了对内部细胞器的胁迫,这也是蜈蚣草应对锑离子胁迫的一种生理响应。