全 文 ：第 15卷第 1期
2008年 1月 　　　　　　　　　　　　　　
现代农业科学
ModernAgriculturalSciences　　　　　　　　　　　　　　　
Vol.15 No.1
Jan., 2008
文章编号:1005-4650(2008)01-0049-04
Pb2+ 、Hg2+胁迫对蔓花生逆境生理影响的研究
张　利 ,周　立 , 郑　荷 ,李　政 ,李　凌
(西南大学园艺园林学院 , 重庆北碚 400715)
摘要:用砂培法研究了不同浓度 Pb2+、Hg2+单一胁迫对蔓花生(Arachisduranensis)主要生理指标的
影响。研究结果表明:不同浓度的 Pb2+和 Hg2+均能使蔓花生叶片内可溶性糖积累 , 可溶性蛋白质含量
下降 ,诱导膜脂过氧化 , 使 MDA含量增加 , POD和 SOD酶活性增强。
关键词:蔓花生;重金属;胁迫作用
中图分类号:S565.201　　　　　文献标识码:A
EfectsofConcentrationofPb2+、Hg2+ onPhysiologicalIndexofArachisduranensis
ZHANGLi, ZHOULi, ZHENGHe, LIZheng, LILing
(SchoolofHorticultureandLandscapeArchitecture, SouthwestUniversity, Chongqing400716, China)
Abstract:SingleefectsofdiferentconcentrationofPb2 +(100 mg/kg, 300 mg/kg, 500 mg/kg, 700 mg/kg), Hg2 +(0.2
mg/kg, 0.5 mg/kg, 1.5mg/kg, 3mg/kg)onmainphysiologicalindexinArachisduranensisplantwerestudiedusingthepotsand
culturing.TheresultsshowthatsolublesugarcontentsofArachisduranensisareaccumulativewithdiferentconcentrationofPb2+and
Hg2+singlecoercion, andsolubleproteincontentsaredecreasd.ThecontentsofMDAareincreased.TheactivitiesofPODandSOD
areincreasedduetoefectofdifferentconcentrationofPb2+andHg2+singletreatment.
Keywords:Arachisduranensis;heavymetal;coercion
收稿日期:2007-12-03
作者简介:张利(1983-),女 ,内蒙古乌兰察市人 ,西南大学园艺园林学院硕士研究生。研究方向:花卉生理
通讯作者:李凌 ,教授 ,硕士生导师 , E-mail:hortlily@265.net
　　环境污染与环境保护近年来已被全世界关注 , 而土壤
重金属污染因其污染范围广 、持续时间长 、污染隐蔽 、不可
逆性等原因已成为人们广为关注的环境问题。近年来 , 人
们大量研究重金属对植物的影响 , 期望寻找到耐重金属和
重金属修复植物 , 以利于环境的生态恢复。蔓花生(Arachis
duranensis)为豆科蝶形花亚科多年生宿根草本植物 , 原产
于南美洲 [ 1] , 可节节生根 ,铺地平坦 ,且根系发达 ,是一种优
良的地被植物。目前 , 对蔓花生的研究仅限于其抗旱性 [ 2] 、
抗寒性以及在育种上的利用 [ 3] , 对其受重金属影响方面的
研究还未见报道。笔者以蔓花生为材料 , 研究其在重金属
胁迫下的生理反应 , 为其进一步利用提供参考。
1　材料与方法
1.1　材料
供试材料取自西双版纳热带经济作物研究所种质资源圃。
1.2　方法
1.2.1　材料的培养与处理
选择长势一致(苗长 20 ～ 30 cm)的蔓花生植株移栽于
沙盆中 , 每盆 3株 ,成活后 , 参照《土壤质量标准》设置不同
浓度的 Pb2+(由 PbAC2提供):0 mg/kg(对照)、 100 mg/kg、
300mg/kg、 500 mg/kg、 700 mg/kg;Hg2+(由 HgCl2提供):0
mg/kg(对照)、0.2 mg/kg、 0.5 mg/kg、 1.5 mg/kg、3 mg/kg:
处理 , 每处理 5盆 ,共 50盆。
1.2.2生理指标的测定
分别在处理后 10 d、20 d和 30 d取蔓花生新鲜叶片洗
净 , 吸干表面水分 , 进行各项生理指标的测定:可溶性糖含
量采用苯酚法 [ 4] , 可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝 G-
250法 [ 4] , 丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法 [ 4] , 过氧
化物酶活性采用愈创木酚法 [ 4] , 超氧化物歧化酶活性采用
氮蓝四唑(NBT)光还原法 [ 4] 。
2　结果与讨论
2.1　Pb2+、Hg2+对蔓花生可溶性糖含量的影响
可溶性糖是植物体内小分子渗透调节物质之一 , 胁迫
条件下糖含量的升高有利于降低植物细胞的水势 , 减少水
分的损失 , 是植物抵御逆境胁迫的重要方式 [ 5-7] 。研究结
果(图 1, 2)表明 ,在整个胁迫期内 , 经 Pb2+、Hg2+处理的植
株可溶性糖含量均高于对照 ,并且随着浓度的增加 , 蔓花生
叶片内可溶性糖含量呈增加的趋势 , 这与张杰等 [ 8]的研究
结果相似。这可能是蔓花生受重金属逆境胁迫后不断调节
自身代谢水平 , 是忍耐逆境的一种积极反应。本研究中 ,
Pb2+、Hg2+处理下可溶性糖含量随胁迫时间的延长呈现下
降的趋势 , 可能是可溶性糖作为其他生理代谢底物被消耗
掉所致。
图 1　Pb2+对蔓花生可溶性糖含量的影响
图 2　Hg2+对蔓花生可溶性糖含量的影响
2.2　Pb2+、Hg2+对蔓花生可溶性蛋白含量的影响
不同浓度 Pb2+、Hg2+处理均使蔓花生叶片内可溶性蛋
白质含量减少 , 且随着重金属处理浓度的增加呈下降的趋
势(见图 3, 4), 研究结果与白嵩等 [ 9]和丁海东等 [ 10]的结果
相似。可能是在逆境中植物体内水解作用增强 , 合成作用
减弱 , 淀粉蛋白质等大分子化合物降解造成的。研究发现 ,
随胁迫时间的延长 , 各处理下的可溶性蛋白质含量呈现上
升的趋势 , 这可能是蔓花生消耗一定的能源物质(如糖),合
成一些新的蛋白质来适应逆境。
图 3　Pb2+对蔓花生可溶性蛋白质含量的影响
图 4　Hg2+对蔓花生可溶性蛋白质含量的影响
2.3　Pb2+、Hg2+对蔓花生丙二醛含量的影响
丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的产物 , 其含量的高低在
一定程度上反映了体内自由基活动的状态以及细胞受氧自
由基毒害的程度 [ 11-14] 。 Heber等 [ 14]指出 , MDA是植物叶片
组织在遭受逆境时一个非常敏感的内源参数 , 它可能与蛋
白质结合 , 使蛋白质(酶)的结构发生交联而导致催化功能
丧失 , 同时引起叶绿体超微结构的损伤 , 使植物光合能力下
降。研究发现:MDA的含量随重金属 Pb2+、Hg2+浓度的增
高呈现上升的趋势(见图 5, 6),说明重金属胁迫使蔓花生体
内膜脂过氧化作用随重金属浓度增加而持续加剧。 研究
中 , 各处理下的 MDA含量随胁迫时间的延长呈下降的趋
势 , 但仍高于对照 , 说明胁迫下蔓花生调动了体内保护机
制 , 使细胞受毒害的程度减小。
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图 5　Pb2对蔓花生 MDA含量的影响
图 6　Hg2+对蔓花生 MDA含量的影响
2.4　Pb2+、Hg2+对蔓花生过氧化物酶活性的影响
过氧化物酶(POD)是植物膜保护酶之一 , 其活性大小
能反映植物抗氧化能力的强弱和植物受毒害的严重程度 ,
能在一定范围内催化有毒物质的分解。 经 Pb2+、Hg2+处理
后的蔓花生叶片内 POD活性均高于对照 , 且随着处理浓度
的增加 POD活性逐渐上升(图 7, 8), 说明重金属胁迫浓度
越大对蔓花生的毒害越严重 ,而其自身的解毒作用也加强。
随着处理时间的延长 ,各浓度处理下的 POD活性呈先升高
后下降的趋势 , 可见重金属对酶的激活存在时间效应。
图 7　Pb2+对蔓花生 POD活性的影响
图 8　Hg2+对蔓花生 POD活性的影响
2.5　Pb2+、Hg2+对蔓花生超氧化物歧化酶活性的
影响
超氧化物歧化酶(SOD)也是植物抗氧化酶系统中主要
的保护酶 , 正常情况下活性稳定 , 但在逆境下活性往往应激
性提高 [ 15] ,缓解膜脂过氧化 , 减轻伤害。 研究结果(图 9,
10)表明 , 随着 Pb2+、Hg2+浓度的增加 , 蔓花生叶片内 SOD
活性逐渐增强。说明蔓花生体内正常产生和清除自由基的
平衡被打破 , 逆境使得保护酶活性上升 , 有效地抑制自由基
的伤害 , 提高蔓花生抵御逆境的能力。 随着胁迫时间延长 ,
Pb2+处理下的 SOD活性呈先上升后下降的趋势 , 而 Hg2+处
理下的 SOD活性呈下降的趋势 , 说明同种酶 ,不同的重金属
对其活性影响存在差异 ,具体机理有待进一步研究。
图 9　Pb2+对蔓花生 SOD活性的影响
图 10　Hg2+对蔓花生 SOD活性的影响
51　第 1期　　　　　　　　　　　　　张利等:Pb2+、Hg2+胁迫对蔓花生逆境生理影响的研究
从本研究结果可看出 ,蔓花生在 Pb2+、Hg2+胁迫下表现
出积极反应 , 这说明蔓花生对 700 mg/kg以下的 Pb2+和
3 mg/kg以下的 Hg2+具有一定的忍耐性 ,超出此范围还需进
一步研究。
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