全 文 ：基金项目 潍坊学院项目(2008Z09)。
作者简介 杜连彩(1971-),女,山东临朐人,硕士,实验师,从事植物
生理与分子生物学研究,E!mail:Dulc100@sina.com。
收稿日期 2007!12!21
大量的研究表明,植物遭受逆境胁迫或在衰老过程中
时,细胞内活性氧的产生与清除之间的平衡会遭到破坏,积
累起来的活性氧会引发细胞膜脂过氧化,造成膜系统损伤,
严重时导致细胞死亡[1]。在重金属危害植物的过程中,过多
的自由基引起的膜脂过氧化是关键因素之一,而由抗氧化
酶和抗氧化物质组成的抗氧化系统能够清除自由基,使细
胞免受由重金属引起的氧化胁迫伤害[2-3]。为此,笔者以苹果
砧木幼苗为试材,研究了铅胁迫下活性氧清除物质类胡萝
卜素、抗坏血酸含量的变化,并进行了细胞膜透性的测定,
旨在探讨铅胁迫对苹果砧木的伤害机理,为果树铅污染的
预测预报、综合治理、筛选耐抗铅砧木提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料 选用我国北方常用的实生苹果砧木平邑甜茶、
八楞海棠为试验材料。将种子4℃层积处理,选择露白一致
的种子以蛭石为基质,用 Hoagland培养液进行室外自然光
照下沙培,待幼苗长出6片真叶时进行盆栽模拟试验。所用
土壤有机质含量10.9g/kg,pH值 7.15,铅含量 15.5mg/kg。
土壤基质风干后过 2mm筛,装入 0.4m×0.3m×0.1m的盆
中,每盆装土 7.5kg。每盆移栽 6叶龄幼苗 50棵,使其均匀
分布于盆中,栽培深度保持一致。缓苗 1周后,按污灌方式
分3次施入不同浓度的醋酸铅处理液,使各处理的浓度(以
Pb2+计)分别为 500、1000、2000mg/kg,同时以去离子水为
对照(0)。于胁迫处理第 10、20、30、40、50天分别随机取样
测定质膜相对透性,于胁迫处理第50天随机取样测定抗坏
血酸和类胡萝卜素含量。
1.2 方法 取第3~5片叶0.5g,用浓度80%丙酮和浓度80%
乙醇(1∶1)组成的混合提取液于暗处浸提幼苗叶片类胡萝卜
素,用 760MC紫外分光光度计分别测定 663、645、440nm
处的OD值。用波钦诺克(1981)介绍的公式计算类胡萝卜素
的含量,以 mg/gFW表示[4];参照郭子武的方法测定抗坏血
酸的含量,以 mg/10gFW表示[5];参照李合生的方法测定细
胞质膜相对透性,以%表示[6]。
2 结果与分析
2.1 铅胁迫对苹果砧木幼苗叶片类胡萝卜素含量的影
响 由图1可知,在铅胁迫过程中,类胡萝卜素含量随铅浓
度的升高而下降。平邑甜茶、八楞海棠类胡萝卜素含量在
500mg/kg铅胁迫下比对照降低了 9.0%、18.7%;1000mg/kg
铅胁迫下分别比对照降低了 20.5%、44.0%;2000mg/kg铅
胁迫下分别比对照降低了33.3%、73.3%。这说明类胡萝卜素
对铅胁迫非常敏感,而且八楞海棠叶中类胡萝卜素的含量
随铅胁迫浓度升高而下降的幅度大于平邑甜茶。
2.2 铅胁迫对苹果砧木幼苗叶片抗坏血酸含量的影响 由
图2可知,在铅胁迫过程中,抗坏血酸含量随铅浓度的升高
而下降。500mg/kg铅胁迫下平邑甜茶、八楞海棠抗坏血酸
含量比对照降低21.4%、2.5%;1000mg/kg铅胁迫下分别降
低了 28.6%、30.8%;2000mg/kg铅胁迫下分别比对照降低
42.0%、55.0%。
铅对平邑甜茶·八楞海棠抗氧化物质和质膜相对透性的影响
杜连彩 (潍坊学院生物工程学院,山东潍坊 261061)
摘要 [目的]探讨铅胁迫对苹果砧木平邑甜茶和八楞海棠的毒害机理,并比较二者耐铅性的差异。[方法]采用盆栽土壤中添加铅的方
法,以平邑甜茶和八楞海棠2个常规苹果砧木为试材,研究铅胁迫对苹果砧木幼苗抗氧化物质和质膜相对透性的影响。[结果]铅胁迫
导致抗坏血酸和类胡萝卜素含量下降,质膜相对透性增大。高浓度铅胁迫下八楞海棠比平邑甜茶受到的毒害更严重。[结论]铅胁迫
能破坏平邑甜茶和八楞海棠体内的抗氧化物质。平邑甜茶可能比八楞海棠具有较强的耐铅毒害能力。
关键词 苹果砧木;铅胁迫;抗氧化物质;质膜相对透性
中图分类号 Q945.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)11-04395-02
EfectsofPbStressontheAntioxidantSubstanceandRelativePermeabilityofPlasmalemaofM.hupehensisandM.micromalus
DULian!cai (BioengineeringInstituteofWeifangUniversity,Weifang,Shandong261061)
Abstract[Objective]TheresearchaimedtodiscussthemechanismofPbToxicitytoapplestockM.hupehensis,M.micromalusandcompared
thediferenceintheirtolerance.[Method]TakingM.hupehensis,M.micromalusasmaterials,theefectsofPbstressonantioxidantsubstanceand
relativepermeabilityofplasmalemaoftheapplestockseedlingwerestudiedbyaddingtoPbinpotedsoil.[Result]Pbstressledtothecontentsof
ascorbicacidandcarotenoiddecreasedandtherelativepermeabilityofplasmalemaincreased.ThetoxicityonM.micromaluswasmoreserious
thanM.hupehensisunderhighconcentrationPbstress.[Conclusion]Pbstresscoulddestroyedtheantioxidantsubstanceofapplestock,M.
hupehensis,M.micromalus.M.hupehensicouldbemoretolerantthanM.micromalus.
Keywords Applestock;Leadstress;Antioxidantsubstance;Relativepermeabilityofplasmalemma
安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2008,36(11):4395-4396 责任编辑 姜 丽 责任校对 王 淼
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2008.11.090
(上接第4394页)
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2.3 铅胁迫对苹果砧木幼苗叶片质膜相对透性的影响 由
图 3、4可知,平邑甜茶和八楞海棠的质膜相对透性均呈现
出随着铅胁迫浓度提高和时间延长而增加的趋势。500
mg/kg铅胁迫下平邑甜茶质膜相对透性于第 10、20、30、40、
50天分别比对照增加了12.4%、18.2%、12.6%、1.4%、120.0%,
八楞海棠同期的增幅分别为 10.4%、17.0%、11.2%、18.6%、
126.0%;1000mg/kg铅胁迫下平邑甜茶质膜相对透性于第
10、20、30、40、50天分别比对照增加了24.3%、23.9%、38.0%、
36.8%、106.4%,八楞海棠同期的增幅分别为 21.1%、48.1%、
50.2%、66.7%、137.0%;2000mg/kg铅胁迫下平邑甜茶质膜
相对透性于第10、20、30、40、50天分别比对照增加了34.5%、
42.2%、45.8%、74.0%、181.0%,八楞海棠同期的增幅分别为
27.5%、80.0%、109.7%、111.0%、188.7%。由此可见,在高
浓度铅胁迫下随时间的延长八楞海棠比平邑甜茶受到的毒
害更严重。
3 结论与讨论
(1)在过量铅存在下,质膜相对透性明显提高,说明膜
结构受到伤害。膜结构是细胞遭受铅胁迫的优先和关键部
位,铅与细胞膜蛋白的-SH或磷脂双分子层的磷脂类物质
反应,造成膜蛋白磷脂结构改变,选择透性机能受损,透性
增大,使细胞内一些可溶性物质外渗,进而破坏了细胞内酶
及代谢作用原有的区域性,影响物质在生物体中的运输[7]。
(2)抗坏血酸和类胡萝卜素是植物体内重要的抗氧化
物质[8]。植物体内存在自由基的产生和清除两个过程,只有
抗氧化酶与抗氧化物质协同作用,才能使生物自由基维持
在一个低水平,从而防止细胞受自由基的毒害。铅胁迫使抗
氧化物质含量降低,打破了活性氧产生与清除的平衡系统,
导致活性氧积累,细胞膜脂过氧化加重,这也是膜遭受破坏
的重要原因之一。
(3)通过分析平邑甜茶和八楞海棠幼苗在铅胁迫下抗
氧化物质和膜透性的变化,发现外源铅对苹果砧木幼苗的
影响既有共性又有不同种类的个性。综合判断,平邑甜茶可
能比八楞海棠具有更强的抗铅毒害能力。
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安徽农业科学 2008年4396