全 文 ：Pb2 + /Cr3 + 污染对银叶真藓、小扭口藓叶绿素含量的影响
汪琛颖 (郑州师范学院生命科学系，河南郑州 450044)
摘要 研究了重金属铅、铬单一胁迫下，银叶真藓与小扭口藓叶绿素含量的变化。结果表明，不同浓度的 Pb2 +、Cr3 +处理均导致银叶真
藓及小扭口藓的总叶绿素含量较其对照组降低。同一 Pb2 +浓度下，除了 100 mg /L这一浓度外，其他浓度对小扭口藓的影响均大于银叶
真藓; 同一 Cr3 +浓度下，除了 10 mg /L这一浓度外，其他浓度对银叶真藓的影响均大于小扭口藓。说明小扭口藓对 Pb2 +污染的耐受力不
及银叶真藓，而对于 Cr3 +污染的耐受力较银叶真藓大。基于对作为苔藓植物监测材料在量上及多毛分枝特点上的常规要求，可以选用
小扭口藓作为郑州市区大气重金属污染监测的指示物种。
关键词 银叶真藓; 小扭口藓; Pb2 + ; Cr3 + ;重金属污染;叶绿素含量
中图分类号 S181． 3; Q94-3 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611( 2013) 26 －10804 －03
Effects of Lead / Chromium Stress on the Contents of Chlorophyll in Bryum argenteum and Barbula indica
WANG Chen-ying ( Department of Life Science，Zhengzhou Normal University，Zhengzhou，Henan 450044)
Abstract The change of chlorophyll content in Bryum argenteum and Barbula indica under the stress of lead and chromium was studied． The
results showed that different concentration of Pb2 +，Cr3 + all caused decrease of the total chlorophyll content of B． argenteum and B． indica
than control． At the same concentration of Pb2 +，except the value at 100 mg /L，the effects on B． indica were stronger than B． argenteum，
while to the Cr3 + pollution，except at 10 mg /L，was counter to what would be expected． The tolerance of B． indica to Pb2 + pollution was less
than B． argenteum，while to the Cr3 + pollution was greater than that of B． argenteum． Based on the mosses monitoring materials in quantity
and hairy branches on the characteristics of the conventional requirements，B． indica could be used as an indicator species to monitor atmos-
pheric heavy mental pollution for Zhengzhou．
Key words Bryum argenteum; Barbula indica; Pb2 + ; Cr3 + ; Heavy metal pollution; Content of chlorophyll
基金项目 河南省科技计划项目( 132300410358) 。
作者简介 汪琛颖( 1968 － ) ，女，河南南阳人，副教授，博士，从事苔藓
植物分子系统发育研究，E-mail: cywang2013@ hotmail． com。
收稿日期 2013-07-11
重金属铅是一种有害的元素，是污染环境最严重的一种
重金属。矿山开采、金属冶炼、汽车废气排放是环境中铅的
主要来源。研究表明［1］，铅元素主要被植物的根部吸收、积
累，从而抑制植物的光合作用影响其正常生长。叶绿素为植
物进行光合作用的主要色素，其含量的降低是植物遭受重金
属毒害的重要特征之一。所以，目前有许多苔藓植物耐受重
金属胁迫的研究是基于对光合色素的影响展开的［2］。由于
苔藓植物具有细胞层数少、无角质层、无维管组织分化等特
殊的结构，所以更容易富集重金属离子，对重金属污染敏感。
然而，人们却发现仍有大量的苔藓种类生长在环境污染严重
的地区，并适生于环境被干扰的环境中，如银叶真藓(Bryum
argenteum)、葫芦藓(Funaria hygrometrica)等经常会出现在城
市道路的绿化带及街边花坛中，说明它们能够耐受高浓度的
重金属离子的污染［3］。但若选择银叶真藓作为环境中重金
属的指示物，却存在以下问题:一是零星分布的苔藓植物的
生长时期、生长基质等背景材料不统一，这有可能会对试验
结果造成影响;二是由于在郑州市区，鲜有大面积分布的苔
藓群落，主要原因是银叶真藓等经常被当作花坛或绿地杂草
而被环卫人员铲除，致使有些地区无法找到苔藓材料用于此
处的环境监测。监于用作苔藓检测材料的种类要求，加之检
测时间内苔藓植物能够继续生长等要求，可以考虑选取在冬
季生长良好，且能够采到大量植株的小扭口藓(Barbula indi-
ca)。但是有关小扭口藓对于重金属胁迫耐受力的研究，至
今还未见报道。因此，笔者对 Pb2 + /Cr3 +单一胁迫对银叶真
藓和小扭口藓叶绿素含量的影响进行比较，以期为郑州市区
用以监测大气重金属沉降的生物指示材料的选择提供依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料 通过组培方式获得银叶真藓及小扭口藓的
植株(配子体)［4］。
1． 2 材料培养和处理方法 将银叶真藓及小扭口藓植株用
去离子水冲洗，分别栽植于盛有珍珠岩的培养皿中，向各平
皿中添加不同浓度的硝酸铅溶液或氯化铬溶液各 20 ml，其
中 Pb2 +浓度分别为 1、10、100、200 mg /L;Cr3 +浓度分别为 1、
10、50、100、200 mg /L。各处理重复 3次，同时设空白对照组。
然后将其置于 24 ±1 ℃，光照周期 12 h /12 h，光照强度 3 500
Lx条件下的光照培养箱中培养。
1． 3 测定方法 在处理 3周后，选各处理银叶真藓、小扭口
藓样本植株的茎先端约 0． 3 ～ 0． 5 cm部分，每份称取样本量
0． 02 g，按包维楷等［5］的方法使用紫外 －可见光分光光度计
(普析通用)比色测定色素，以 95%乙醇作为空白对照，测定
在 665、649、470 nm下的吸光度。采用 Arnon法计算叶绿素
含量。
1． 4 数据统计 采用 SPSS18． 0 软件，对各处理组叶绿素含
量进行单因素方差分析 (One-way analysis of variance，ANO-
VA)、相关系数差异的显著性检验及多重比较。
2 结果与分析
2． 1 Pb2 +污染对银叶真藓、小扭口藓叶绿素含量的影响
2． 1． 1 银叶真藓。从总叶绿素含量、叶绿素 a /b(表 1)来
看，对于银叶真藓，各浓度 Pb2 +处理组与对照组相比，两者经
F检验双样本方差分析，p值分别为 1． 78 × 10 －7(p ＜ 0． 01)、
0． 010 488(0． 01 ＜ p ＜ 0． 05) ，需按双样本异方差假设进行 t
检验。对于总叶绿素含量，结果是 t = －0． 385 539，单尾检验
p =0． 000 874，双尾检验 p = 0． 001 749，均小于 0． 01，说明添
加不同浓度的 Pb2 +均会使总叶绿素含量较未添加的对照组
责任编辑 杨莹莹 责任校对 卢瑶安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2013，41(26):10804 － 10806
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2013.26.042
降低，且差异极显著。说明 Pb2 +处理对银叶真藓叶绿素含量
有极显著影响。4个浓度相比，100 mg /L的 Pb2 +浓度对银叶
真藓配子体的影响最大，叶绿素下降值是对照组的 45． 5%。
对于叶绿素 a /b 值来说，t = － 1． 428 18，单尾检验 p =
0． 083 901，双尾检验 p =0． 167 801，均大于 0． 05，说明差异不
显著，即 Pb2 +处理对银叶真藓叶绿素 a /b值无显著影响。
2． 1． 2 小扭口藓。对于小扭口藓，不同浓度 Pb2 +处理组与
对照组相比，总叶绿素含量、叶绿素 a /b分别经 F 检验双样
本方差分析，p值分别为 0、5． 55 × 10 －16，p值均小于 0． 01，需
按双样本异方差假设进行 t 检验。对于总叶绿素含量，结果
是 t =6． 339 866，单尾检验 p =9． 15 ×10 －6，双尾检验 p =1． 83
×10 －5，均小于 0． 01，说明差异极显著。添加不同浓度的
Pb2 +均会使总叶绿素含量较未添加的对照组降低，且差异极
显著。说明 Pb2 +处理对小扭口藓叶绿素含量有极显著影响。
4个浓度相比，200 mg /L的 Pb2 +浓度对小扭口藓配子体的影
响最大，叶绿素下降值是对照组的 64． 5%。对于叶绿素 a /b
值，t = －6． 441 05，单尾检验 p =7． 73 ×10 －6，双尾检验 p =1． 35
×10 －5，均小于 0． 01，说明差异极显著，即 Pb2 +处理对小扭口藓
叶绿素 a /b 值有极显著影响。当 Pb2 +浓度为 10 ～ 200 mg /L
时，随 Pb2 +浓度增加，小扭口藓叶绿素 a /b差异不显著。
同一 Pb2 +浓度下，银叶真藓与小扭口藓的反应不尽相
同。与各自的对照组相比，Pb2 +浓度为1、10、200 mg /L时，对
小扭口藓的影响大于银叶真藓;Pb2 +浓度为 100 mg /L时，对
银叶真藓的影响较大。
表 1 Pb2 +胁迫对银叶真藓及小扭口藓叶绿素含量的影响
种类 Pb2 +浓度∥mg /L 总叶绿素含量∥mg /g 叶绿素 a∥mg /g 叶绿素 b∥mg /g 叶绿素 a /b
银叶真藓 0 0． 777 4 ±0． 005 2 a 0． 522 1 ±0． 002 2 0． 255 3 ±0． 003 8 2． 044 9 ±0． 027 1 a
1 0． 721 2 ±0． 002 3 c 0． 486 1 ±0． 001 5 0． 235 1 ±0． 000 7 2． 067 5 ±0 a
10 0． 733 3 ±0． 002 1 b 0． 491 0 ±0． 001 3 0． 242 3 ±0． 001 1 2． 026 9 ±0． 008 6 ab
100 0． 423 5 ±0． 003 6 e 0． 280 9 ±0． 001 0 0． 142 6 ±0． 002 5 1． 969 7 ±0． 027 7 b
200 0． 516 6 ±0． 011 2 d 0． 345 7 ±0． 004 4 0． 170 9 ±0． 007 2 2． 024 5 ±0． 062 9 ab
小扭口藓 0 0． 979 5 ±0． 009 4 a 0． 563 5 ±0． 002 7 0． 416 0 ±0． 006 7 1． 354 8 ±0． 015 4 a
1 0． 514 1 ±0． 009 4 d 0． 321 9 ±0． 002 7 0． 192 3 ±0． 006 7 1． 675 1 ±0． 045 2 b
10 0． 633 0 ±0． 006 2 c 0． 422 2 ±0． 001 8 0． 210 8 ±0． 004 4 2． 003 0 ±0． 033 5 c
100 0． 659 5 ±0． 002 6 b 0． 436 8 ±0． 001 0 0． 222 7 ±0． 003 6 1． 961 6 ±0． 036 5 c
200 0． 347 3 ±0． 007 6 e 0． 233 0 ±0． 003 5 0． 114 4 ±0． 004 6 2． 038 5 ±0． 063 7 c
注:同一种植物同一列不同字母表示差异显著(p ＜0． 05)。
2． 2 Cr3 +污染对银叶真藓、小扭口藓叶绿素含量的影响
2． 2． 1 银叶真藓。从总叶绿素含量、叶绿素 a /b(表 2)来
看，对于银叶真藓，各浓度 Cr3 +处理组与对照组相比，两者经
F检验双样本方差分析，p值分别为 0、8． 56 × 10 －11，p值均小
于 0． 01，t检验中双样本异方差假设结果显示，对于总叶绿素
含量，t =4． 730 154，单尾检验 p = 9． 67 × 10 －5，双尾检验 p =
0． 000 193，均小于0． 01，说明差异极显著，即 Cr3 +处理对银叶
真藓叶绿素含量有极显著影响。当 Cr3 +浓度为 100 mg /L
时，总叶绿素含量超过对照组，表现应激反应，而其他处理组
叶绿素含量均低于对照组。Cr3 +浓度为 10 mg /L时，对银叶
真藓配子体的影响最大，叶绿素下降值是对照组的 39． 43%。
对于叶绿素 a /b 值来说，t = － 4． 231 68，单尾检验 p =
0． 000 251，双尾检验 p =0． 000 502，均小于 0． 01，说明差异极
显著，即 Cr3 +处理对银叶真藓叶绿素 a /b值有极显著影响。
表 2 Cr3 +胁迫对银叶真藓及小扭口藓叶绿素含量的影响
种类 Cr3 +浓度∥mg /L 总叶绿素含量∥mg /g 叶绿素 a∥mg /g 叶绿素 b∥mg /g 叶绿素 a /b
银叶真藓 0 0． 777 4 ±0． 005 2 b 0． 522 1 ±0． 002 2 0． 255 3 ±0． 003 8 2． 044 9 ±0． 027 1 d
1 0． 544 5 ±0． 002 1 e 0． 385 8 ±0． 001 4 0． 158 7 ±0． 001 1 2． 430 8 ±0． 015 5 a
10 0． 470 8 ±0． 005 1 f 0． 315 0 ±0． 886 5 0． 155 8 ±0． 003 0 2． 021 7 ±0． 026 2 d
50 0． 566 8 ±0． 000 5 c 0． 395 2 ±0． 001 0 0． 171 6 ±0． 000 5 2． 303 1 ±0． 012 9 b
100 0． 835 0 ±0． 008 6 a 0． 568 4 ±0． 004 0 0． 266 6 ±0． 004 7 2． 131 8 ±0． 025 3 c
200 0． 554 4 ±0． 004 3 d 0． 384 2 ±0． 000 5 0． 170 3 ±0． 003 9 2． 256 5 ±0． 048 6 b
小扭口藓 0 0． 979 5 ±0． 009 4 a 0． 563 5 ±0． 002 7 0． 416 0 ±0． 006 7 1． 354 8 ±0． 015 4
1 0． 768 3 ±0 b 0． 527 2 ±0 0． 241 1 ±0 2． 186 4 ±0
10 0． 397 9 ±0 d 0． 264 5 ±0 0． 133 4 ±0 1． 982 7 ±0
50 0． 965 6 ±0． 032 6 a 0． 504 3 ±0． 010 3 0． 461 3 ±0． 022 4 1． 094 1 ±0． 030 8
100 0． 691 8 ±0． 011 2 c 0． 388 8 ±0． 004 4 0． 303 0 ±0． 007 2 1． 283 2 ±0． 019 4
200 0． 707 3 ±0． 021 7 c 0． 380 2 ±0． 006 2 0． 327 2 ±0． 015 5 1． 163 2 ±0． 036 4
注:同一种植物同一列不同字母表示差异显著(p ＜0． 05)。
2． 2． 2 小扭口藓。对于小扭口藓，不同浓度 Cr3 +处理组与
对照组相比，总叶绿素含量、叶绿素 a /b分别经 F 检验双样
本方差分析，p值分别为 0、1． 63 × 10 －21，p值均小于 0． 01，需
按双样本异方差假设进行 t 检验。对于总叶绿素含量，结果
是 t = 4． 794 731，单尾检验 p = 8． 44 × 10 －5，双尾检验 p =
0． 000 169，均小于 0． 01，说明差异极显著。添加不同浓度的
5080141 卷 26 期 汪琛颖 Pb2 + /Cr3 +污染对银叶真藓、小扭口藓叶绿素含量的影响
Cr3 +均会使总叶绿素含量较未添加的对照组降低，Cr3 +浓度
为 10 mg /L时对小扭口藓配子体的影响最大，叶绿素下降值
是对照组的 59． 37%。Cr3 +浓度为 50 mg /L时对叶绿素含量
的影响与对照组差异不显著;Cr3 +浓度分别为 100、200 mg /L
时，对叶绿素含量的影响相当，差异不显著。对于叶绿素 a /b
值来说，t = － 1． 535 29，单尾检验 p = 0． 071 557，双尾检验 p
=0． 143 114，均大于0． 05，说明差异不显著，即 Cr3 +处理对小
扭口藓叶绿素 a /b值无显著影响。
同一 Cr3 +浓度下，银叶真藓与小扭口藓的反应也不尽相
同。与各自的对照组相比，Cr3 + 浓度分别为 1、50、100、200
mg /L时，对银叶真藓的影响均大于小扭口藓;Cr3 +浓度为 10
mg /L时，对小扭口藓的影响大于银叶真藓。
3 结论与讨论
研究结果表明，不同浓度的 Pb2 +处理均导致银叶真藓及
小扭口藓总叶绿素含量较对照组降低，且对银叶真藓小扭口
藓叶绿素含量影响最大的 Pb2 +浓度分别为 100、200 mg /L。
同一 Pb2 +浓度下，对银叶真藓及小扭口藓的叶绿素含量影响
不尽相同。Pb2 +浓度分别为 1、10、200 mg /L时，对小扭口藓
的影响均大于银叶真藓;而 Pb2 +浓度为 100 mg /L时，对银叶
真藓的影响大于小扭口藓。Cr3 +对银叶真藓的影响除了 10
mg /L这一浓度外，均大于小扭口藓。这可能与两种植物在
形态特点方面上的差异有关。银叶真藓植物体叶细胞壁薄，
对于小扭口藓来讲，虽然叶细胞壁薄，但每个细胞密被多个
细疣，中肋粗壮，长达叶尖或稍突出成短尖头，背面具粗疣;
银叶真藓植物体密集丛生，叶紧密覆瓦状排列，而小扭口藓
植物体细小，疏松丛生，茎直立，单一或具分枝，叶干时皱褶
而旋扭，且紧贴茎上，潮湿时舒展，基部较宽，向上渐狭，呈舌
状披针形，先端圆钝，边缘往往背卷。除了 Cr3 +浓度为 100
mg /L时，银叶真藓出现应激反应，叶绿体含量高于对照组
外，其他浓度对银叶真藓及小扭口藓整体影响表现为导致总
叶绿素含量较对照组降低。总之，不同重金属胁迫对于不同
种类苔藓植株的伤害影响可以通过植物光合色素含量的下
降表现出来，不同种类苔藓材料对于同一重金属的反应存在
差异［6］。研究结果显示，小扭口藓对于 Pb2 +污染较银叶真藓
更为敏感，而对于 Cr3 +污染的耐受力较银叶真藓大。所以，
可以选择小扭口藓作为指示郑州市区大气环境监测的植物
材料。
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2008．
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会造成严重的破坏，特别是干旱地区的环境具有脆弱性、不
易恢复性的特点，故在农业的建设时应该尊重自然环境的客
观规律，在人文建设时要以保护自然环境为前提，只有两者
达到最佳效果，才能实现城市的可持续、和谐发展。但同时
也在防护林建设、水利环境和公共设施管理等方面存在建设
力度不足的情况。若羌县要保持农业的可持续发展，就必须
在自然环境的承载力范围内，加大农业水利设施等方面的
改进。
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