本项目选用模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana) 和大蒜(Allium sativum L.)为研究对象，利用电镜技术结合细胞化学方法，间接免疫荧光定位技术和荧光显微镜观察为研究手段，从细胞和亚细胞水平上研究植物细胞质膜和内膜系统在建立防御重金属毒害体系中形态发生规律；阐明细胞骨架在重金属脱毒过程中的作用；探讨生物膜系统与细胞骨架在建立防御重金属毒害体系中的关系；鉴定植物鳌合肽、谷胱甘肽和多糖类物质在细胞内的分布位点。为揭示植物细胞建立防御重金属毒害体系提供科学依据。

选用Cd、Cu和Pb三种重金属，以大蒜 (Allium sativum L.)为研究对象，利用电镜技术结合细胞化学方法，间接免疫荧光定位技术为手段，从细胞和亚细胞水平上，研究植物质膜和内膜系统在建立防御重金属毒害体系中形态发生规律。研究结果表明：1. 细胞壁是抵御重金属毒害的第一道屏障，细胞化学研究证明了一些与重金属脱毒相关的蛋白质和多糖物质定位在细胞壁上，与重金属结合阻止更多的重金属进入细胞，减少对细胞的毒害。2. 细胞质膜内陷包裹含重金属形成单层膜囊泡，减少了细胞中游离重金属的浓度。3.高尔基体和内质网活跃的合成和分泌作用是重金属脱毒的形态学特征。大量囊泡中含有与重金属脱毒相关蛋白质或修复细胞结构损伤的多糖类物质，它们被运输到细胞壁或分布在细胞质中。4. 液泡是重金属在细胞中最终的积累位。5.免疫荧光技术研究表明，细胞骨架对重金属毒害反应敏感，重金属对细胞间期和有丝分裂期微管和微丝行为、聚合和解聚均有影响。6. 细胞内保护酶能够清除重金属胁迫产生的大量自由基，它们的活性与重金属浓度有关。7.植物在建立抵御重金属毒害体系过程中，亚细胞结构变化与蛋白质、酶活性及与重金属浓度密切相关。