热依拉·热合曼,帕提姑·依明,阿不都拉·阿巴斯,帕孜来提·拜合提

(新疆大学 生命科学与技术学院,乌鲁木齐 830046)



铜离子胁迫对两种地衣细胞结构的影响

热依拉·热合曼,帕提姑·依明,阿不都拉·阿巴斯,帕孜来提·拜合提*

(新疆大学 生命科学与技术学院,乌鲁木齐 830046)

摘要:采用光学显微镜徒手切片技术和透射电子显微镜超薄切片制备技术,以两种叶状地衣即中国树花(Ramalinasinensis)和地卷(Peltigerarufescens)为实验材料,研究了不同浓度CuSO4(0、1、2、3、4 mmol/L)处理24 h后地衣体细胞的存活率以及Cu2+胁迫对细胞超微结构的影响。结果显示:(1)光学显微镜下可初步确定,Cu2+浓度越大中国树花共生藻细胞存活率越小,而同样处理条件下地卷共生藻细胞的存活率则基本保持不变。(2)低浓度Cu2+(<1 mmol/L)对中国树花细胞结构基本无影响,细胞壁、细胞膜及细胞内的线粒体、叶绿体完整;随着Cu2+浓度增加,当处理Cu2+浓度为2 mmol/L时,细胞壁无损,但细胞膜开始破坏形成小空泡,线粒体嵴变凌乱,叶绿体也出现皱缩,类囊体膨胀,基粒排列紊乱;当Cu2+处理浓度大于2 mmol/L时,共生藻的细胞膜和细胞器出现不同程度的损伤;当Cu2+浓度为3 mmol/L时,细胞壁变薄,细胞膜形成的空泡变大,细胞内部结构变松散,蛋白核消失,叶绿体与细胞质混在一起,基粒片层扭曲,分布混乱,线粒体变形;当Cu2+浓度达4 mmol/L时,细胞结构完全受到破坏。(3)不同浓度Cu2+处理对地卷共生藻细胞结构无明显的影响,在所有处理条件下地卷共生藻细胞壁、细胞膜都完整,且大多数共生藻细胞处于分裂状态。研究认为,中国树花对Cu2+胁迫较敏感,Cu2+耐受在1～2 mmol/L 之间,Cu2+浓度与中国树花细胞结构的损伤程度存在着明显的剂量效应关系,Cu2+浓度越高,其属于共球藻的真核共生藻细胞受损程度越大;地卷对Cu2+胁迫具有一定的耐性,Cu2+胁迫下地卷属于蓝藻的原核共生藻细胞仍能繁殖分裂产生子代细胞。

关键词:铜离子胁迫;中国树花;地卷;细胞结构

地衣是一类特殊的生物类群,是异养的真菌和自养的藻类所形成的共生体。地衣的形态,按生长型可分为壳状、叶状、枝状三种主要类型。地衣无根茎叶分化,地衣缺乏像高等植物那样的真皮层和蜡质层,污染物容易进入体内,致使体内有害物质高出周围许多倍,在重金属胁迫条件下大多数地衣不能生长,会出现“地衣荒漠”[1]。 近年来工矿企业“三废”排放量的增加和含有铜、锌等重金属废水及杀菌剂在农业上的频繁使用,使环境中的金属含量增加,重金属成为一类具有潜在危害的重要污染物,有关生物对重金属的吸收、积累和生理生化变化以及耐性机理等方面的研究已成为国际科学领域的研究热点之一[2-4]。

文献报道,绝大多数地衣对环境中的重金属很敏感,是监测环境污染理想的材料[5-7]。1968 年4月在荷兰举行的“大气污染对于动植物影响”会议也曾作出决议,推荐隐花植物(主要指苔藓和地衣) 为大气污染的指示植物[8-10]。因此,除了地衣学工作者外,越来越多的应用生物学家和环境生态学家对地衣作为环境污染指示生物发生了兴趣。研究报道,铜离子胁迫对叶状地衣中国树花生理生化特性具有明显的影响,中国树花对铜离子胁迫较敏感,可作为大气污染较理想的指示生物[11]。最近Martin等[12-15]研究了重金属胁迫对多种地衣的影响,发现地卷对铜具有富集能力,具有一定的耐性,可见不同地衣对同一种重金属胁迫的响应存在明显的差异。新疆分布有大量的中国树花和地卷,中国树花(Ramalinasinensis)属于地衣植物门(Lichenes)、茶渍目(Lecanorales)、树花科(Ramalinaceae)、树花属(Ramalina),而地卷(Peltigerarufescens)属于地衣植物门(Lichenes)、地卷目(Peltigerales)、地卷科(Peltigeraceae)、地卷属(Peltigera)。目前重金属对生物体伤害或耐性机制研究所用的众多方法中,用细胞超微结构的变化监测重金属对生物体的影响是一种很好的方法之一。因此本研究以在新疆有大量分布的这两种叶状地衣即中国树花和地卷为主要研究对象,首次用光学显微镜和透射电子显微镜技术研究了不同浓度Cu2+胁迫对地衣细胞结构的影响,这一研究从细胞水平考察地衣生物对重金属铜的响应特点,为进一步深入探索地衣重金属伤害或耐性机理具有重要的参考价值。

1材料和方法

1.1供试材料

中国树花和地卷于2013年5月采自乌鲁木齐南山八一林场,海拔高度为1 779 m。采集的标本在实验室由新疆大学中国新疆干旱区地衣研究中心的阿不都拉·阿巴斯教授的帮助下,按照传统的地衣分类方法进行分类鉴定。

1.2实验设计

在空培养皿中放入滤纸,每个培养皿中的滤纸上喷洒不同浓度[0(对照组)、1、2、3、4 mmol/L]的CuSO4(5 mL)以后,将预先从采集样本中选择出的新鲜、地衣体大小几乎相等的中国树花和地卷的地衣体材料分别放入喷洒CuSO4的滤纸上,盖上培养皿盖,放入光照培养箱内,18～20 ℃条件下处理24 h。每种质量浓度设3个重复。24 h后,一部分样品用于光学显微镜观察统计细胞的存活率,而另一部分样品放入3%戊二醛固定液中4 ℃保存,用于超薄切片的制备。

1.3光学显微镜观察

将用于光学显微镜观察的材料制作徒手切片,光学显微镜(10×40)下观察两种地衣藻层与菌层的变化并用中性红染色约15 min,统计死亡细胞数量并按以下公式计算活细胞率。

活细胞率=(细胞总数-死细胞数)/细胞总数×100%

细胞总数指一定视野范围的可观察细胞数量,每个处理组观察50个不同视野范围进行观察统计,3个重复实验组共观察统计150个视野范围,取平均值,计算活细胞率。

1.4样品超薄切片的制备

4 ℃保存的用于超薄切片制备的样品从3%戊二醛固定液中取出,用0.2 mol/L磷酸缓冲液洗涤2 h。接着,用1%饿酸制作固定液后固定1.5 h,然后在常温下用磷酸缓冲液冲洗0.5 h。分别进行30%→50%→70%的乙醇脱水,每次15 min。然后放4 ℃冰箱过夜。第2天继续分别进行80%→90%乙醇脱水,每次15 min,最后100%乙醇脱水2次,每次0.5 h。接着用丙酮+乙醇(1:1)脱水0.5 h,丙酮+乙醇(4:1)脱水0.5 h,纯丙酮脱水0.5 h。脱水温度均为0 ℃～4 ℃,即每次换好脱水剂之后立即放进符合温度要求的冰箱。分别用丙酮:包埋剂(环氧树脂812)为1:1、4:1和纯的渗透剂进行渗透。1:1比例渗透1 h,4:1渗透3 h,处理温度均为32 ℃～35 ℃。最后,加纯包埋剂(环氧丙烷包埋剂812)渗透。切片用枸椽酸铅和2%醋酸铀双染色(分别用铀和铅染色)。在电镜室的日立H-600型透射电子显微镜下进行观察、拍摄。

2结果与分析

2.1Cu2+胁迫对两种地衣及共生藻细胞活性的影响

1 mmol/L Cu2+浓度处理结果显示,中国树花地衣体中共生藻细胞层的面积与对照组(图版Ⅰ,1)相比较变化不明显,但菌层开始出现变黑现象(图版Ⅰ,2)。Cu2+浓度为2 mmol/L时,共生藻层的面积开始变小,共生菌层的变黑现象也明显(图版Ⅰ,3)。Cu2+浓度为3 mmol/L时,共生藻层的面积变得更小,共生菌丝大部分已变黑(图版Ⅰ,4)。Cu2+浓度增高到4 mmol/L时整个地衣体的共生藻细胞与菌丝基本上大部分死亡(图版Ⅰ,5)。

另一种研究材料地卷用不同浓度的Cu2+处理后的结果与中国树花截然不同,对照组地卷共生藻层与菌层的界限清楚,且菌层的面积明显比藻层大(图版Ⅰ,6)。Cu2+浓度为2 mmol/L时,藻层的面积变化不明显,菌层也完整(图版Ⅰ,7)。Cu2+处理浓度达到3 mmol/L以及4 mmol/L时,地卷共生藻层与菌层结构完整,与对照组比较无明显的变化(图版Ⅰ,8、9)。

用中性红染色法统计死亡细胞数量并计算Cu2+胁迫下两种地衣体共生藻细胞的存活率,结果显示:处理Cu2+浓度越大中国树花共生藻细胞死亡率越大(图1),对照组活细胞率为99%,而Cu2+浓度增加到4 mmol/L时,中国树花共生藻细胞的存活率仅是17%,说明中国树花对低浓度的Cu2+较敏感。而同样的Cu2+浓度处理条件下,地卷共生藻细胞的存活率基本保持不变,处理Cu2+浓度提高到4 mmol/L时,地卷共生藻的活细胞率是93%。为了进一步弄清Cu2+胁迫对这两种地衣共生藻细胞的影响,对其共生藻细胞超微结构的变化进行了研究。

图1　Cu2+胁迫下中国树花与地卷共生藻细胞活细胞率

2.2铜离子胁迫对中国树花藻细胞超微结构的影响

在透射电镜下可见,对照组中的中国树花共生藻细胞壁较厚,细胞形态规则,细胞膜与蛋白核清楚,结构完整(图版Ⅱ,1;图版Ⅲ,1)。

在1 mmol/L Cu2+处理时,中国树花共生藻细胞外部结构稍微变形,但细胞壁没有受损,细胞膜的变化不太明显;蛋白核变小,细胞内的线粒体、叶绿体可以看清。线粒体聚集在细胞膜的边缘,线粒体呈比较规则的球形或椭球形,双层被膜结构完整,嵴清晰可见,呈随机排列,在细胞质基质中少量分布。叶绿体多为椭圆形,内部的基粒片层发生肿胀,内部结构清晰,基粒片层排列整齐,基粒类囊体和基质片层形成完整的膜系统,分布于细胞边缘,贴于细胞壁(图版Ⅱ,2;图版Ⅲ,2～4)。

当Cu2+浓度提高到2 mmol/L时,细胞的形态、细胞壁都无损,细胞膜开始受到破坏,形成小空泡和小的淀粉颗粒,蛋白核已消失。叶绿体开始皱缩,外膜发生部分解体,类囊体发生膨胀,空泡化加剧,基质片层扭曲,基粒排列紊乱甚至模糊成絮状,叶绿体膜系统受损。线粒体嵴凌乱呈破坏状态,有的线粒体膨胀,有的嵴数量较少,大多膨大成囊泡状(图版Ⅱ,3;图版Ⅲ,5、6)。

Cu2+浓度为3 mmol/L时,细胞壁变薄,细胞膜出现比较明显的变化,形成的空泡变大,空泡里可以看出淀粉颗粒,细胞内部结构变松散,蛋白核已消失。叶绿体与细胞质混在一起,基粒片层扭曲,分布混乱。线粒体变形,线粒体膜破裂,嵴的数量减少且结构模糊,几乎很难分辨细胞内的线粒体结构(图版Ⅱ,4;图版Ⅲ,7、8)。

Cu2+浓度高达4 mmol/L时,细胞结构完全受到破坏,细胞壁基本上已消失,细胞膜已破坏。细胞内物质出现凝聚状态,细胞壁完全消失,细胞膜的损伤更严重,形成的空泡更大,形成较多的脂肪颗粒(图版Ⅱ,5;图版Ⅲ,9)。

2.3铜离子胁迫对地卷藻细胞超微结构的影响

不同浓度Cu2+处理对地卷藻细胞结构无明显的影响,在所有处理条件下地卷共生藻细胞壁、细胞膜都完整。地卷的共生藻(蓝绿藻)细胞本身无蛋白核,细胞内部结构也完整,大多数藻细胞不但没受到破坏,反而都处于分裂状态(图版Ⅱ,6～9),很可能Cu2+对地卷共生藻细胞的分裂生长有利,并起一定的促进作用(相关验证实验正在进行中)。4 mmol/L Cu2+处理浓度还没达到破坏藻细胞的程度,这一实验结果说明地卷共生藻对Cu2+胁迫有较强的耐性。

3讨论

3.1Cu2+胁迫对中国树花产生伤害

光学显微镜结果表明,中国树花对较低浓度的Cu2+也很敏感。不同浓度的Cu2+胁迫对中国树花共生藻细胞形态结构的影响呈现阶段性的变化。对照组和低浓度Cu2+(小于1 mmol/L)对中国树花细胞结构基本上无影响,而随着Cu2+处理浓度的增大(大于2 mmol/L)细胞膜结构开始受到损伤。

细胞膜主要是由双层磷脂和蛋白质构成,富有大量不饱和脂肪酸。各种外界元素进入到细胞内之前,首先要经过细胞壁和细胞膜。因此,细胞壁和细胞膜是细胞自我保护的第一道屏障[16-17]。过量的Cu2+会导致氧化胁迫,胁迫的结果是发生脂质过氧化反应,破坏细胞的膜结构。植物由于接触重金属产生过量的自由基,这些自由基攻击细胞膜上的不饱和脂肪酸,使细胞膜结构松散,导致细胞内的一些物质外流,细胞迅速失水干燥,细胞膜的这些变化导致其功能的下降乃至丧失,使得重金属更容易进入细胞内,这样就形成恶性循环,导致更严重的毒害[16-18]。本研究结果显示Cu2+胁迫对中国树花的伤害中,细胞膜损伤最显著且较严重。

一旦细胞膜破损就会导致细胞内与产能有关的两个重要细胞器的损伤。叶绿体是植物细胞所特有的能量转换器,其超微结构与光合功能密切相关。Cu2+胁迫浓度越高,细胞受损程度越大,叶绿体膜系统受损,类囊体空泡化现象十分明显,研究表明,空泡化或解体往往造成全部功能的丧失[19]。线粒体结构的损伤,会导致其内部的电子传递体系和氧化磷酸化循环受阻,从而导致细胞呼吸作用减弱,有氧糖代谢受阻,最终影响植物的呼吸作用[20]。

较高浓度Cu2+(>3 mmol/L)使细胞壁变薄,细胞膜的损伤更严重,细胞核逐渐解体,细胞器数量明显减少,叶绿体的类囊体膜残留结构依稀可见,细胞内出现大量的脂肪体积累。可见,不同浓度铜离子胁迫下,中国树花地衣共生体中营养成分的主要生产者即共生藻和共生菌的变化都非常明显。

3.2地卷对Cu2+胁迫的耐受性

藻类重金属胁迫相关研究指出,有些藻类对Cu2+胁迫具有一定的耐性。崔亚伟等研究蓝藻对铜离子的生物吸附能力[21],发现蓝藻对重金属具有较高的吸附性及耐性,其吸附能力往往比其他生物高。李晨辰等报道Cu2+作为藻类呼吸作用和光合作用中多种酶的辅助因子是藻类生长所需的微量元素之一,低浓度Cu2+(0.001～0.1 mg/L)能促进绿色微囊藻的生长,但过高浓度的Cu2+(1～100 mg/L)对绿色微囊藻的生长表现出了明显的胁迫效应,在一定程度上抑制了绿色微囊藻的增殖[22]。

本研究结果显示,不同浓度的Cu2+处理条件下,地卷共生藻细胞结构保持完整,没有明显的变化,引起中国树花共生藻细胞彻底破坏的最高处理组(4 mmol/L Cu2+)对地卷共生藻未能产生任何影响,反而使藻细胞处于分裂状态,Cu2+胁迫下地卷藻细胞仍然能繁殖,分裂产生子代细胞。地卷的藻类属于蓝藻或蓝细菌(Nostoc),蓝藻属于原核生物,地卷藻细胞没有叶绿体、线粒体、液泡等细胞器,也没有蛋白核。我们的研究结果与Martin等的研究结果一致,显示地卷共生藻对Cu2+胁迫具有一定的耐受性。另一个研究对象中国树花共生藻是一类共球藻(Trebouxia)属于绿藻门,是一类真核生物,具有线粒体、叶绿体等细胞器以及较明显的蛋白核,但这一类地衣对Cu2+胁迫却很敏感。

张伟等的研究也指出了不同藻类对铜离子胁迫的响应存在明显差异。他们研究的3种藻类中,斜生栅藻对铜最敏感,而月形藻对铜有很强的抵抗能力,蛋白核小球藻在两者之间,导致藻类对铜敏感性不同的主要原因是不同藻种细胞大小的不同和藻细胞壁表面所含硫基团的不同[23]。地衣是藻类与真菌长期共生而产生的一类特殊生物,地衣体中的共生藻与自然界单独生存的藻类存在很大的差异。两种叶状地衣中国树花和地卷对Cu2+胁迫响应的明显差异及其机制的进一步深入研究正在进行中。

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图版 Ⅰ不同浓度Cu2+胁迫下中国树花与地卷地衣体的徒手切片显示共生菌藻的变化,×40

1～5.中国树花:1.对照组(0 mmol/L Cu2+),绿色共生藻细胞组成的藻层与共生菌层可清楚辨别;2.1 mmol/L Cu2+处理,藻层的变化不明显,而菌层出现变黑现象;3.2 mmol/L Cu2+处理,藻层的面积明显变小,菌层变黑也较明显;4.3 mmol/L Cu2+处理,藻层的面积变得更小,菌丝大部分已变黑;5.4 mmol/L Cu2+处理,地衣体中共生藻层的藻细胞及与其共生的菌丝基本上大部分都死亡;6～9.地卷:6.对照组(0 mmol/L Cu2+),地衣体的藻层与共生菌层结构图;7.2 mmol/L Cu2+处理,共生藻层及共生菌层均无明显的变化;8.3 mmol/L Cu2+处理,共生菌藻与对照相比较均无明显变化;9.4 mmol/L Cu2+处理,共生菌藻层似乎无任何影响。

Plate ⅠTree-hand sections ofR.sinensisandP.rufescensunder Cu2+stress,×40

Fig.1-5.R.sinensis:Fig.1.Green photobionts and mycobiont layers in the control group (0 mmol/L Cu2+);Fig.2.1 mmol/L Cu2+treatment group,the mycobionts become dark,but no obvious changes of photobiont were observed;Fig.3.2 mmol/L Cu2+treatment group,photobionts layer become thinner,and darkness of the mycobionts were clear;Fig.4.3 mmol/L Cu2+treatment group,photobiont layer become very thin and mycobiont layers blacked over;Fig.5.4 mmol/L Cu2+treatment group,few photobionts exist and mycobiont layer was comletely darkened;Fig.6-9.P.rufescens:Fig.6.Green photobionts and mycobiont layers in the control group (0 mmol/L Cu2+);Fig.7.No obvious changes were observed both in photobiont and mycobiont layers in 2 mmol/L Cu2+treatment group;Fig.8.In 3 mmol/L Cu2+treatment group,no any differences both in photobiont and mycobiont layers compared with control;Fig.9.In 4 mmol/L Cu2+treatment group,still no obvious changes can be seen for both photobiont and mycobiont layers.

图版 Ⅱ不同浓度Cu2+胁迫对中国树花和卷地藻细胞超微结构的影响

Ch.叶绿体;Th.类囊体片层;S.淀粉粒;P.蛋白核;V.小泡;Cw.细胞壁;M.线粒体

1～5.中国树花:1.0 mmol/L Cu2+处理24 h,共生藻细胞超微结构图,×8 000;2.1 mmol/L Cu2+处理,共生藻细胞结构仍完整,×10 000;3.共生藻细胞膜开始破坏形成小空泡和小的淀粉颗粒(2 mmol/L Cu2+),×8 000;4.共生藻细胞膜破坏并且膜下形成的空泡变大数量增加(3 mmol/L Cu2+),×8 000;5.共生藻细胞结构完全受到破坏(4 mmol/L Cu2+),×12 000;6～9.地卷:6.0 mmol/L Cu2+处理24 h,共生藻细胞超微结构图,×25 000;7.共生藻细胞仍完整(2 mmol/L Cu2+),×25 000;8.共生藻细胞仍无任何损伤而且进行细胞分裂(3 mmol/L Cu2+),×8 000;9.共生藻细胞结构完整并处于分裂状态(4 mmol/L Cu2+),×25 000。

Plate ⅡEffect of different concentrations of Cu2+to the ultrastructure ofR.sinensisandP.rufescensphotobionts

Ch.Chloroplast;Th.Thylakoid lamella;S.Starch grain;P.Pyrenoid;V.Vacuole;Cw.Cell wall;M.Mitochondrion

Fig.1-5.R.sinensis:Fig.1.Ultrastructure of photobionts in the control(0 mmol/L Cu2+),×8 000;Fig.2.No obvious changes were observed in photobionts(1 mmol/L Cu2+),×10 000;Fig.3.Cell membranes of photobionts began to disrupt and a few small vacuoles were appeared (2 mmol/L Cu2+),×8 000;Fig.4.Larger vacuoles numbers were increased in photobionts (3 mmol/L Cu2+),×8 000;Fig.5.Ultrastructure of photobionts was completely broken(4 mmol/L Cu2+),×12 000;Fig.6-9.P.rufescens:Fig.6.Photobionts in the control(0 mmol/L Cu2+),×25 000;Fig.7.No obvious changes were observed in photobiont(2 mmol/L Cu2+),×25 000;Fig.8.Cell division of photobionts(3 mmol/L Cu2+),×8 000;Fig.9.Still no obvious changes in photobionts(4 mmol/L Cu2+),×2 5000.

图版 Ⅲ不同浓度Cu2+胁迫对中国树花共生藻细胞超微结构的影响

1.共生藻细胞内的完整蛋白核结构(对照即0 mmol/L Cu2+),×25 000;2.共生藻细胞膜结构开始破坏并在膜下出现空泡(2 mmol/L Cu2+),×25 000;3.线粒体规则,叶绿体完整(1 mmol/L Cu2+),×35 000;4.线粒体嵴,叶绿体类囊体清晰(1 mmol/L Cu2+),×35 000;5.基粒片层排列整齐(1 mmol/L Cu2+),×35 000;6.基粒排列紊乱(2 mmol/L Cu2+),×17 000;7.叶绿体与细胞质混在一起,基粒片层扭曲,分布混乱(3 mmol/L Cu2+),×35 000;8.线粒体、叶绿体结构破坏(3 mmol/L Cu2+),×35 000;9.空泡化加剧,细胞膜破坏(4 mmol/L Cu2+),×25 000。

Plate ⅢEffect of Cu2+stress to the cell structure ofR.sinensisphotobionts

Fig.1.Pyrenoid structure in the photobiont cell(control 0 mmol/L Cu2+),×25 000;Fig.2.Cell membrane began to disrupt and vacuoles were appeared (2 mmol/L Cu2+),×25 000;Fig.3.Intact mitochondria and chloroplasts in photobiont cells (1 mmol/L Cu2+),×35 000;Fig.4.Intact mitochondrial cristae and thylakoid structures in the photobiont cells(1 mmol/L Cu2+),×35 000;Fig.5.Orderly arranged thylakoid membranes (1 mmol/L Cu2+),×35 000;Fig.6.Disorderly arranged thylakoid membranes under the effect of 2 mmol/L Cu2+,×17 000;Fig.7.Confusion of the thylakoid membranes under the effect of 3 mmol/L Cu2+,×35 000;Fig.8.Disruption of mitochondria and chloroplast(3 mmol/L Cu2+),×35 000;Fig.9.Severe vacuolation and disruption of cell membrane under the effect of 4 mmol/L Cu2+,×25 000.

(编辑:潘新社)

Effect of Cu2+Stress to the Cell Structure of Two Lichen Species

Rayila RAHMAN,Patigul IMIN,Abdulla ABBAS,Pazilat BAHTI*

(Life Science and Technology College of Xinjiang University,Urumqi 830046,China)

Abstract:The vitality and cell structural changes of the lichen samples treated with different concentrations of CuSO4(0,1,2,3,4 mmol/L) after 24 h were studied by using light microscopy and ultrathin sections of transmission electron microscope,respectively,to find out the effects of Cu2+stress to the cell structure.Results showed that:(1)The vitality ofRamalinasinensisphotobionts was decreased with the upgrade of the treated Cu2+concentration,but the photobionts vitality ofPeltigerarufescensseems to be remain stable.(2)No obvious changes in the cell wall,cell membrane,mitochondria and chloroplast were detected inRamalinasinensissymbiont under low Cu2+concentration(<1 mmol/L) treatment group.Distinct damages,especially to cell membrane and organelles such as mitochondria and chloroplasts were observed in upgraded Cu2+concentrations(>2 mmol/L).It is clear from the results that higher the concentrations,stronger the damages.(3)In the other studied lichen species,P.rufescenswhich were treated with Cu2+completely same asR.sinensis,no any damages can be detected even in the higher treatment group.In contrast,numerous of the dividing cells were observed,that suggest Nostoc photobionts ofP.rufescensseems to be more tolerant thanTrebouxiaphotobionts ofR.sinensisto higher concentration Cu2+treatment.

Key words:Cu2+stress;Ramalinasinensis;Peltigerarufescens;cell structure

中图分类号:Q256;Q945.7

文献标志码:A

作者简介:热依拉·热合曼(1989-),女,在读硕士研究生,主要从事资源植物学研究。E-mail:1561959915@qq.com*通信作者:帕孜来提·拜合提,博士,副教授,主要从事资源植物学,细胞生物学研究。E-mail:pbahti@xju.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金委资助项目(31160052)

收稿日期:2014-08-04;修改稿收到日期:2015-01-05

文章编号:1000-4025(2015)01-0057-08

doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2015.01.0057