随着现代工业的发展,重金属镉己成为重要的工业和环境污染物,可以通过生物链富集,对机体造成各种损伤。本文以绿豆为实验材料,研究了绿豆根边缘细胞的发育特征,探讨了Cd2+胁迫下,离体边缘细胞应对胁迫的反应,活体根细胞再发育的特性,以及Cd2+胁迫对根部细胞代谢影响。结果表明:　　 (1)绿豆根尖发育初期根边缘细胞呈球形,随着根尖伸长逐渐发育形成椭圆形、长椭圆形和长条形;发育过程中,根边缘细胞具有较高的存活率,在根长大于10mm后根边缘细胞的存活率均在70%～80%之间并趋于稳定;在根长为25～30mm根边缘细胞数目达到最大值(约13000个);根冠果胶甲基酯酶(PME)活性在根长5mm时达到最高值(1.486H+μmol·rootcap-1·h-1),此后随着根的伸长,根冠PME活性在1.107～1.256H+μmol·rootcap-1·h-1间变化并趋于稳定。　　 (2)通过离体培养绿豆根边缘细胞,发现不同浓度的Cd2+可诱导离体状态绿豆根边缘细胞凋亡和分泌粘液。随着Cd2+浓度的升高,根边缘细胞的存活率逐渐降低,凋亡率也逐渐下降。而胞外SOD酶活性,前期(6h和12h),随着Cd2+浓度的升高逐渐降低,整个处理周期变化是逐渐升高。胞外分泌的POD随Cd2+浓度的增加,初期(6h)先下降,后期(12h)逐渐上升的变化趋势。但差异不显著。随着处理时间的延长(24h),POD活性变化趋势显现的上升的趋势更加明显,且低浓度(25μmol·L-1和50μmol·L-1)与高浓度(100μmol·L-1和200μmol·L-1)POD活性之间呈现显著性差异(P<0.05)。　　 (3)根边缘细胞的再发育研究中;发现Cd2+对活体状态边缘细胞的产生具有诱导作用。洗脱组和未洗脱各组均在50μmol·L-1Cd2+处理呈现最大诱导效应。未洗脱各组根边缘细胞存活率随着Cd2+浓度的增加逐渐降低。而洗脱各组根边缘细胞存活率先上升后下降的趋势,在6、12和24h处理时间中,25μmol·L-1,200μmol·L-1,400μmol·L-1均与对照组呈现显著性差异(P<0.05)。根冠果胶甲基酯酶活性(PME)随着Cd2+浓度的增加呈现上升趋势,处理24h时高浓度Cd2+均会引起根冠PME活性的显著性升高(P<0.05)。　　 (4)通过洗脱掉根边缘细胞+水平对绿豆根的生长明显产生强烈的抑制作用。根部镉含量随处理浓度的增高而逐渐升高。对于抗氧化酶系统的变化中分析;处理前期(6h和12h),SOD酶活性的变化随着Cd2+处理浓度的增大而趋于增大,且未洗脱组增大的趋势要大于洗脱组的方式。POD随着Cd2+处理浓度的升高而逐渐降低。未洗脱组;随着处理时间的增加,各处理时间下的POD活性变化趋势基本稳定,洗脱组;随着处理时间的增加,各处理时间下的。POD变化趋势呈现明显上升变化,且低浓度(25μmol·L-1和50μmol·L-1)与高浓度(200μmol·L-1和400μmol·L-1)之间差异显著性更加明显(P<0.05)。而CAT活性呈现无规律变化。不同时间下的MDA含量都是随着Cd2+浓度的增加先降低后升高。对比两种处理方式下的可溶性蛋白含量的变化,未洗脱(A组);各处理组变化波动不大,洗脱组(B组);前期变化波动不大,后期呈现陡升的趋势。根尖总蛋白SDS-PAGE电泳图谱分析,发现不同Cd2+浓度处理的根尖根尖总蛋白表达随着时间的延长,表达条带逐渐增多,水解作用加强。　　 综上所述:根边缘细胞是植物保护根尖耐受外界胁迫环境的最大,且最有利的屏障。其对于根尖生长、根对重金属离子的吸收能力、根细胞内抗氧化系统的应激能力和根部细胞蛋白表达都有一定的作用。边缘细胞是植物生长不可缺少的一部分。