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汞已经成为农田和水体有毒重金属污染的主要来源之一,它在植物中的过量积累会破坏细胞功能,影响植物生长和发育。为了探索汞对植物的毒害作用,我们用5～20HgCl2连续处理印度芥菜,研究汞诱导氧化胁迫的机制。根的生物量下降和根中硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)含量的变化表明了随着汞浓度升高,细胞中氧化胁迫水平增加。组织染色表明在汞胁迫下,印度芥菜根发生明显的膜脂过氧化作用,且膜的完整性受到破坏。ICP-AES法对根中吸收的Hg含量进行测定表明,随着处理浓度的增加,细胞吸收的汞含量上升。NPT和脯氨酸(Proline)含量的上升也表明细胞内氧化胁迫水平上升。用活性聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)检测过氧化物酶(POD),发现在印度芥菜根中有四个同工酶,在汞胁迫下变化基本相同。此外我们检测了印度芥菜中抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性。经不同浓度汞处理后,印度芥菜根中POD总活性上升,SOD和APX的活性先上升后下降,但APX比SOD下降速度快；半定量RT-PCR结果表明不同浓度汞处理印度芥菜根时,抗氧化酶mRNA表达量下降,而DNA梯形电泳表明Hg2+连续处理24 h根中积累过量的ROS从而引发细胞凋亡现象。我们的研究表明汞胁迫下印度芥菜中O2-和H2O2含量上升和抗氧化酶及抗氧化剂含量的变化相关,这些结果不但可以作为土壤受汞污染的生化指示剂,而且可以为研究植物耐汞机制提供重要的理论依据。一氧化碳(CO)作为信号分子介导许多生物和非生物胁迫诱导的生理反应。我们研究了CO在调节印度芥菜根中汞诱导的氧化胁迫反应。用0.2 mM CO预处理6h再用10μM Hg2+处理24 h后发现,CO能缓解汞对根的毒害,具体表现为降低了根的脂质过氧化产物(TBARS),促进汞胁迫下根的生长。组织染色进一步证明CO缓解了汞对膜完整性的破坏。CO预处理提高了汞胁迫下的CAT、APX和POD的活性,但SOD的活性稍有降低。我们检测了NPT和脯氨酸含量,发现经CO预处理再用汞处理比仅用汞处理的印度芥菜根中积累量下降。DCFDA染色表明CO能降低汞诱导的ROS水平,半定量RT-PCR结果说明CO可以上调抗氧化酶基因。所有这些结果表明CO在保护植物抵御汞诱导的氧化胁迫中发挥着重要的作用。