全 文 ：北方园艺 2008(11):27 ～ 30 ·试验研究 ·
第一作者简介:胡春霞(1964-),女 ,辽宁抚顺人 ,副教授 ,主要从事
果树栽培与生理方面的教学与科研工作。 E-mail:huchunxia413@
163.com。
收稿日期:2008-05-28
重金属对蒲公英种子萌发及叶片渗透调节物质含量的影响
胡 春霞 , 汤 　洁
(抚顺师范高等专科学校,辽宁 抚顺 113006)
　　摘　要:采用水培法利用发芽和出苗试验 ,研究不同浓度的重金属 Hg2+ 、Pb2+、Cr3+ 、Cd2+ 、
Cu
2+ 、Zn2+对蒲公英种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:重金属对蒲公英种子萌发有低浓度
的促进效应和高浓度的抑制效应。当重金属浓度很低时不影响种子的发芽指数 ,随着重金属浓
度的提高 ,发芽指数 、发芽势 、发芽率均会降低 , 叶片内的脯氨酸含量均显著增加。可溶性糖含量
呈现先上升后下降的趋势。总体上来看 ,Hg2+的毒性最强 ,对蒲公英种子萌发的影响程度依次为
Hg
2+>Cd2+>Pb2+>Cr3+>Cu2+>Zn2+。
关键词:重金属;蒲公英种子;萌发;脯氨酸;可溶性糖
中图分类号:S 647.04+.1　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2008)11-0027-04
　　重金属污染是目前国际上严峻的环境污染问题之
一 ,许多研究表明 ,重金属元素进入土壤后 , 会对植物或
周围环境造成很大危害。一些重金属在低浓度时对某
些植物种子有促进萌发作用 ,但当超过一定浓度范围
后 ,会抑制植物种子萌发和生长发育。高浓度的重金属
不仅使种子萌发和植物生长受阻 ,而且影响作物的产量
和作物的质量 ,从而也间接影响到人体的健康。因此 ,
寻找和开发一种既廉价又实用的技术-植物修复技术 ,
使被重金属污染的土壤得以恢复是目前摆在我们面前
的一项非常重要的任务。
蒲公英作为一种食药兼用的野菜植物 ,倍受人们的
青睐。它不仅营养丰富 ,而且药用价值极高 ,具有清热
解毒 ,消肿和利尿 ,增加免疫力和利胆保肝的功效。为
此 ,现以蒲公英为试材 ,研究重金属 Hg 、Pb 、Cd 、Cr、Zn 、
Cu胁迫对植物种子萌发与生长的影响机理 ,找出耐某
一重金属的特定植物 ,为植物修复技术提供科学基础 ,
为改善人类的生存环境提供一定的科学依据。
1　材料与方法
1.1　材料药品
试验材料为蒲公英 ,为野生种 ,2007年春种子采至
抚顺高尔山。Cd2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、Hg2+ 、Cr3+ 、Zn2+离子
溶液分别为硫酸镉 、硫酸铜 、醋酸铅、硝酸汞 、氯化铬、硫
酸锌配制。
1.2　试验方法
1.2.1　重金属汞 、铅 、铬、镉 、铜 、锌胁迫对蒲公英种子萌
发的影响　精选蒲公英种子 ,用 0.4%高锰酸钾表面消
毒 6 min ,用自来水冲洗数次 ,再用去离子水反复冲洗 ,
用滤纸将水吸干。选取直径 13 cm 的培养皿 ,各离子处
理溶液浓度分别为 0、2 、4 、6 、9、10 、12 、20 、30 、40、50、60
mg/L(分别标记为处理 0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7)。每皿放入
100粒蒲公英种子 ,每个处理 3次重复 ,在(25±1)℃室
温条件下进行发芽试验。分别用不同浓度的各离子溶
液浸种 12 h ,于(25±1)℃条件下催芽 ,催芽期间每日用
各自处理液冲洗种子 ,以保持处理浓度基本不变和维持
一定的湿度。发芽期间每隔 24 h 记录1次 ,第4天统计
发芽势 ,第7天统计种子发芽率 ,并计算发芽指数及活
力指数。发芽率(%)=供试种子的发芽数/供试种子
数×100%;发芽指数(GI)=∑Gt/Dt ,式中 Gt为在 t日
的发芽数 ,Dt为发芽天数;发芽势(%)=3 d内供试种子
的发芽数/供试种子数×100%。
1.2.2　重金属汞 、铅 、铬 、镉 、铜 、锌胁迫蒲公英幼苗生长
试验　精选蒲公英种子 ,经消毒浸泡后播于营养钵中 ,
待长至 2叶时用培养液进行培养 ,3 d后更换一次营养
液。在培养7 d后分别移入重金属汞 、铅 、铬 、镉 、铜 、锌
浓度分别为0 、2 、4、5、6 、7 、9、10、12、20的培养液中进行培
养。试验设2次重复每盆 10株 ,处理 10 d后进行观察。
可溶性糖(WSS)含量用蒽酮法测定;脯氨酸含量采
用磺基水杨酸法测定。
2　结果与分析
2.1　汞 、铅 、铬 、镉 、铜 、锌胁迫对蒲公英种子萌发的影响
2.1.1　锌胁迫对蒲公英种子萌发的影响　由表1可知 ,
当 Zn2+浓度为4 ～ 30 mg/L 的浓度时 ,发芽势 、发芽率、
发芽指数高于对照 ,说明该浓度范围对蒲公英种子发芽
有明显促进作用;当Zn2+浓度大于 30 mg/L时 ,蒲公英
种子的发芽率 、发芽势 、种子发芽指数依次下降;当 Zn2+
27
·试验研究· 北方园艺 2008(11):27～ 30
在50 mg/L浓度下极显著地抑制蒲公英种子萌发。
　　表 1　　不同浓度的Zn2+离子对蒲公英种子
萌发的影响
Zn2+/ mg·L-1 发芽势/ % 发芽指数 发芽率/ %
0 88.1 30.3 93.5
4 89.2 31.0 93.7
6 90.3 31.5 93.9
9 91.8 31.9 94.5
12 92.7 32.3 95.1
20 93.8 32.6 96.3
30 94.2 33.1 97.0
40 84.3 25.8 86.4
50 68.5 18.3 70.2
60 66.7 17.7 67.3
2.1.2　铜胁迫对蒲公英种子萌发的影响　从表 2看出 ,
当Cu2+浓度从4 ～ 30 mg/ L时 ,蒲公英种子的发芽率不
受铜离子溶液浓度的影响 ,且促进萌发 ,明显高于对照;
当Cu2+浓度为40 ～ 60 mg/L 时 ,随着Cu2+浓度的增加 ,
发芽率 、发芽指数 、发芽势依次降低 ,低于对照;当 Cu2+
浓度为 50 mg/L时 ,种子萌发明显受到抑制。
表2　不同浓度的 Cu2+处理对蒲公英种子萌发的影响
Cu2+/mg·L-1 发芽势/ % 发芽指数 发芽率/ %
0 88.1 30.3 92.5
4 89.2 30.7 93.2
6 92.1 31.6 93.8
9 93.1 32.1 94.6
12 93.5 32.3 95.1
20 93.8 33.7 95.6
30 94.6 34.2 96.8
40 83.1 25.1 85.2
50 64.5 18.9 66.7
60 51.3 13.8 53.2
2.1.3　铬胁迫对蒲公英种子萌发的影响　表3结果表
明 ,Cr3+在低浓度 4～ 20 mg/L 时对萌发有促进作用 ,达
到一定浓度>20 mg/L后即产生明显的抑制效应。
表3　不同浓度的铬离子处理对蒲公英种子萌发的影响
Cr3+/ mg·L-1 发芽势/ % 发芽指数 发芽率/ %
0 88.1 30.3 93.5
4 89.6 30.9 93.7
6 90.4 31.7 94.2
9 91.7 32.5 95.1
12 92.3 32.9 96.2
20 93.8 33.4 97.1
30 81.1 25.6 84.3
40 70.1 22.3 71.7
50 60.5 14.7 62.7
80 51.2 13.9 53.8
2.1.4　铅胁迫对蒲公英种子萌发的影响　由表 4试验
结果显示:Pb2+4 ～ 9 mg/L 浓度下略促进萌发 ,种子的
发芽率 、发芽势 、发芽指数上升 ,高于对照;当 Pb2+浓度
为 12～ 60 mg/L时 ,随着 Pb2+浓度的增加 ,对蒲公英种
子发芽抑制作用加剧 ,发芽率 、发芽指数 、发芽势依次降
低 ,明显低于对照 ,Pb2+浓度在 20 mg/ L浓度下极显著
地抑制萌发。
表 4　不同浓度的铅离子处理对蒲公英种子萌发的影响
Pb2+/ mg·L-1 发芽势/ % 发芽指数 发芽率/ %
0 88.1 30.3 93.5
4 89.8 3.3 94.1
6 90.3 28.3 94.9
9 93.4 19.7 96.1
12 84.2 17.3 85.1
20 61.3 16.3 62.2
30 57.5 15.2 58.4
50 52.1 14.3 54.2
60 43.6 13.1 48.3
2.1.5　镉胁迫对蒲公英种子萌发的影响　由表5可见 ,
当 Cd2+浓度为低于 6 mg/ L时 ,能在一定程度上刺激蒲
公英种子的萌发;Cd2+浓度 2 ～ 9 mg/L 时 ,蒲公英种子
的发芽率 、发芽指数、发芽势受 Cd2+溶液浓度的影响不
大;当Cd2+浓度大于 6 mg/ L时 ,对蒲公英种子的萌发
表现出明显的抑制效应 ,且随着 Cd2+浓度的增加 ,蒲公
英种子的发芽率 、发芽指数 、发芽势持续下降。
表 5　不同浓度的镉离子处理对蒲公英种子萌发的影响
Cd2+/ mg·L-1 发芽势/ % 发芽指数 发芽率/ %
0 88.1 30.3 93.5
4 90.3 31.5 94.0
6 94.2 32.8 96.3
9 85.1 28.0 86.2
12 72.0 19.7 75.4
20 70.3 17.7 73.2
30 67.5 15.2 69.0
50 66.6 12.7 66.9
60 65.0 12.1 65.9
2.1.6　汞胁迫对蒲公英种子萌发的影响　由表6可见 ,
当 Hg2+离子浓度为 4 ～ 6 mg/ L时 ,蒲公英种子的发芽
率 、发芽指数 、发芽势受 Hg2+离子溶液浓度的影响不
大;当 Hg2+浓度为 4 mg/L 时 ,略促进萌发;Hg2+浓度
为大于 9 mg/L浓度下极显著地抑制萌发。
表 6　不同浓度的汞离子处理对蒲公英种子萌发的影响
Hg2+/mg·L-1 发芽势/ % 发芽指数 发芽率/ %
0 88.1 30.3 93.5
4 92 31.6 95.2
6 84.3 28.7 89.1
9 71.6 24.4 74.5
12 70.1 23.9 70.4
20 68.1 22.6 69.5
30 66.2 20.7 68.2
40 64.8 20.5 65.9
50 63.7 19.2 64.1
60 60.2 18.3 60.5
28
北方园艺 2008(11):27 ～ 30 ·试验研究 ·
2.2　汞 、铅 、铬、镉 、铜 、锌胁迫对蒲公英幼苗生长的影响
2.2.1　汞 、铅 、铬 、镉 、铜 、锌胁迫下对蒲公英幼苗叶片可
溶性糖含量的影响　从图 1 可以看出 ,当 Hg2+、Pb2+、
Cr3+、Cd2+胁迫浓度为 0 ～ 10 mg/L 时 ,随着处理浓度的
提高 ,蒲公英叶片WSS的含量逐渐增加;当 Hg2+、Pb2+、
Cr3+、Cd2+胁迫浓度达到 10 mg/L ,WSS 含量达到最高 ,
然后随着胁迫浓度的提高 ,WSS 含量逐渐降低。当
Cu2+、Zn2+胁迫浓度达到12 mg/ L ,WSS 含量达到最高 ,
然后随着胁迫浓度的提高 ,WSS含量降低。
　图 1　各重金属不同处理浓度对蒲公英叶片可溶性糖含量的影响　　　图2　不同浓度的汞 、铜 、络、镉 、铜、锌对脯氨酸含量影响
2.2.2　汞 、铅 、铬 、镉 、铜 、锌胁迫下对蒲公英幼苗叶片脯
氨酸含量的影响　从图2可以看出 ,随着重金属胁迫浓
度的升高 ,脯氨酸含量呈上升趋势 ,脯氨酸含量增加程
度依次为 Hg2+>Cd2+>Pb2+>Cr3+>Cu2+>Zn2+。当
Hg
2+ 、Pb2+ 、Cd2+ 、Cr3+ 、Cu2+胁迫浓度为0 ～ 6 mg/L ,上
升速度比较缓慢;达 6 ～ 10 mg/L 时 ,上升速度比较明
显;升至 10 ～ 20 mg/ L时 ,上升速度又处于较缓慢状态。
Zn2+胁迫浓度为0 ～ 4 mg/L 时 ,上升速度很小 ,Zn2+胁
迫浓度为 4 ～ 12 mg/L 时 ,上升速度缓慢 ,12 ～ 20 mg/ L
时 ,上升速度比较明显。
3　小结与讨论
不同浓度的 Hg2+ 、Pb2+ 、Cr3+ 、Cd2+ 、Cu2+ 、Zn2+处
理对蒲公英种子的萌发率具有低浓度下的刺激效应和
高浓度下的抑制效应。当 Hg2+ 、Pb2+ 、Cr3+ 、Cd2+ 、
Cu
2+ 、Zn2+浓度较低时 ,对蒲公英种子的发芽指数 、发芽
率影响不大 ,随着浓度的提高 ,发芽指数 、发芽势 、发芽
率逐渐降低。Hg2+ 、Pb2+ 、Cr3+ 、Cd2+ 、Cu2+ 、Zn2+重金
属在不同的浓度范围内对植物种子的萌发影响程度是
不同的 ,这与重金属对种子的作用机理以及种子对重金
属的毒性反应程度不同有关。但总体上来看 ,Hg2+的毒
性最强 ,对蒲公英种子萌发的影响程度依次为Hg2+>
Cd2+>Pb2+>Cr3+>Cu2+ >Zn2+。当植物受到汞 、铅 、
铬、镉 、铜 、锌重金属胁迫时 , 会使植物体内可溶性糖和
游离脯氨酸含量积累增加。在重金属胁迫下 ,这些物质
是作为渗透调节物质而起作用的。该试验结果表明 , 在
重金属胁迫时 ,苗期蒲公英叶片中可溶性糖和游离脯氨
酸都有明显的积累 ,含量明显高于对照 ,但是 , 在 Hg2+ 、
Pb
2+ 、Cr3+ 、Cd2+ 、Cu2+ 、Zn2+处理过程中 , 可溶性糖和
脯氨酸积累进程不同 ,游离脯氨酸自始至终持续积累 ,
而可溶性糖的积累在 Hg2+ 、Pb2+ 、Cr3+ 、Cd2+胁迫浓度
为 10mg/ L 时达到最高 ,Cu2+ 、Zn2+浓度为12 mg/L时
达到最高 ,以后呈持续下降后又缓慢上升的趋势。可溶
性糖的这种表现 , 可能是由于胁迫的前期植物体内水分
亏缺使叶片淀粉水解加强 , 光合产物输出减慢 , 糖类累
积所致。随着胁迫加剧 ,水分进一步缺乏 ,叶片气孔关
闭 ,叶绿体类囊体结构破坏 ,光合速率显著下降 ,光合产
物合成受阻 ,叶片内可溶性糖的积累趋于减慢和停止。
另外 ,单就重金属影响种子萌发一方面的研究 ,还
不能完全说明它的作用 ,最好对某些物种的整个生长期
进行跟踪试验 ,同时做重金属复合影响试验 ,得出进一
步的数据以指导实践。
参考文献
[ 1] 　张义贤.重金属对大麦毒性的研究[ J] .环境科学学报, 1997 , 11(2):
199-205.
[ 2] 　宋玉芳,许华夏 ,任丽萍 ,等.土壤重金属对白菜种子发芽与根伸长
抑制的生态毒性效应[ J] .环境科学, 2002, 11(3):103-107.
[ 3] 　张志良.植物生理学实验指导[ M] .北京:高等教育出版社 , 1987:
160-162.
[ 4] 　孔祥生,张妙霞 ,郭秀璞 ,等.Cd毒害对玉米幼苗细胞膜透性及保护
酶活性的影响[ J] .农业环境保护 ,1999 ,18(3):133-134.
[ 5] 　张美云,钱吉 ,郑师章.渗透胁迫下野生大豆游离脯氨酸和可溶性糖
的变化[ J] .复旦大学学报 , 2001 , 4(5):558-561.
[ 6] 　王真辉,林位夫.农田土壤重金属污染及其生物修复技术[ J] .海南大
学学报 , 2000 ,12(1):19-21.
[ 7] 　谷巍 ,施国新 ,韩承辉,等.汞 、镉污染对轮叶狐尾藻的毒害[ J] .中国
环境科学 ,2001, 21(4):371-375.
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·试验研究· 北方园艺 2008(11):30～ 33
NaCl 胁迫下番茄若干生理指标的变化
孟庆 英1 , 张 必弦2 , 张 海玲2 , 徐香 玲1 , 李新 玲1
(1.哈尔滨师范大学生命与环境科学学院 ,黑龙江哈尔滨 150025;2.黑龙江省农业科学院 ,黑龙江 哈尔滨 150086)
　　摘　要:植物抗盐性指标是研究植物抗盐机理和抗盐能力的基础 ,研究以番茄为材料在 0 、
50 、100、150 、200 mmol/LNaCl胁迫下分别于0 、2、4 、6 、8 d取番茄叶片进行生理指标的测定。结果
表明:随NaCl浓度升高 ,植株叶片受影响加强 ,表现为:电导率 、MDA含量先升高后降低;POD活
性升高;叶绿素含量先降低后升高;游离脯氨酸含量升高 ,可溶性蛋白 ,可溶性糖含量先升高再降
低。研究为深入改善番茄的胁迫耐受能力提供依据。
关键词:生理指标;番茄;NaCl
中图分类号:S 641.203.4　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2008)11-0030-04
　　高盐 、低温 、干旱是影响植物生长和生产力最主要
的非生物胁迫因子。据统计 ,因非生物环境不适宜造成
的主要农作物减产量约为总生物潜力的2/3[ 1] 。土壤的
盐害又是阻碍植物生长和减少农业产量主要原因[ 2] 。
植物的抗盐性是一种综合性状的表现 ,不同植物由于其
耐盐方式和耐盐机理的不同 ,其组织或细胞内的生理代
谢和生化变化也不同 ,所以对植物抗盐性生理指标的研
究具有重要意义。
番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)为茄科番茄
属 ,1 a生草本植物 ,是一种重要的世界性蔬菜 ,具有很
高的经济价值和科学价值[ 3] 。番茄栽培广泛 ,遗传理论
第一作者简介:孟庆英(1982-),女 ,黑龙江省佳木斯人, 硕士 ,研究
方向为植物基因工程。 E-mail:mengqingying1256@163.com。
通讯作者:李新玲。 E-mail:lixinling2002@126.com。
基金项目:黑龙江省科技攻关资助项目(GA06B103-10);哈尔滨师
范大学博士科研启动基金资助项目。
收稿日期:2008-06-10
上的研究较为深入 ,在基因工程拓宽种质资源上有很大
的发展潜力。目前有关番茄 NaCl胁迫的生理指标检测
的报道较少 ,如已经发表关于 NaCl胁迫对番茄生理指
标影响的报道 ,所研究番茄材料苗龄较小[ 4-5] ,番茄在各
个生长发育阶段的耐盐机理并不一致[ 6] 。该研究材料
苗龄较长 ,与已报道的品种也有所不同 ,基因型对于番
茄抗盐性有重要影响[ 7] ,因此为深入研究番茄的耐盐机
理提供有用的资料 ,并为转耐盐基因番茄与非转基因番
茄在生理上的差异提供数据 ,具有一定的意义。
1　材料与方法
1.1　材料
番茄品种 03HN31(黑龙江省农业科学院园艺分院
提供)。种子消毒处理后播种于营养土(土壤 pH值经测
定为 6.27)∶蛭石=4∶1花盆中 ,每盆种植 3株。25℃
黑暗中发芽 ,3 d后转入光照培养室 ,生长条件为白天
23 ～ 25℃,夜晚 18 ～ 20℃,光照时间 16 h/d ,光照强度
6 000 lx 。
Influence of Heavy Metal to Germination Growth of Dandelion Seed and Leaf Osmoregulation Substance
HU Chun-Xia , TANG Jie
(Fushun Teachers Colleg e, Fushun , Liaoning 113006 , China)
Abstract:Used emergence and germination test by water cuture.Studied the influence of different concentrations of the
heavy metals mercury , lead ion , chromium , cadmium , copper , zinc to dandelion seed germination and seedling growth.
The result indicated that when heavy metals in a low concentration had a promoting effect and when it in high concentra-
tion it had inhibitory effect to germination grow th of dandelion seed.When the heavy metal density was very low , it does
not affect seed germination index along with the increase of concentration of heavy metals , germination index , the germi-
nation potential , germination rate will be reduced , Proline content in the leaves were significantly increased.Soluble sugar
content had increased after the first downw ard trend.Overall , Most toxic was mercury.The inf luence to dandelion seed
was followed by mercury>cadmium>lead>chromium>copper>zinc ion.
Keywords:Heavy metal;Dandelion seed;Germination grow th;Proline;Soluble sugar
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