全 文 ：江西农业学报　2008, 20(7):43 ～ 45ActaAgriculturaeJiangxi
不同温度与时间条件下狭叶香蒲吸收 Cd2+的动力学特征
吴晓丽 1, 2 ,徐迎春 1＊ , 赵 艳 1 , 罗玉明3
　 　收稿日期:2008-04-24
基金项目:江苏省教育厅自然科学基金资助项目(02180009);淮安市农业科技计划资助项目(0352)。
作者简介:吴晓丽(1980-),女 ,宁夏青铜峡人 ,助教,从事园林专业教学与观赏植物生理生态研究。＊通讯作者:徐迎春。
(1.南京农业大学 园艺学院 ,江苏 南京 210095;2.宁夏大学农学院 ,宁夏 银川 750021;3.江苏淮阴师范学院生物系 ,江苏 淮安 223300)
摘　要:研究了狭叶香蒲对 Cd2+的吸收动力学特征。结果表明 ,狭叶香蒲对 Cd2+的吸收基本符合 Michaelis-Menten动
力学模型;高温下狭叶香蒲对 Cd2+吸收的内在潜力大 ,但根系吸收位点对 Cd2+的亲和力较小;高温下短时间内对 Cd2+的吸收
速率较快 ,但随时间延长则变慢 , 低温下的表现正好与高温下的相反;用 V-C图解法和 LB图解两种方法求解的 Vmax均以 24
h+30 ℃处理的最大 ,而 24 h+10℃处理的最小;时间和温度同时影响离子吸收;用两种方法求动力学参数, 虽然分析结果有
差异 ,但相关性均较好。
关键词:狭叶香蒲;Cd2+;温度;时间;吸收动力学
中图分类号:X506　文献标识码:A　文章编号:1001-8581(2008)07-0043-03
StudyonCadmiumUptakeKineticsofTyphaangustifolia
underDiferentTimeandTemperatures
WUXiao-li1, 2 , XUYing-chun1＊ , ZHAOYan1 , LUOYu-ming3
(1.ColegeofHorticulture, NanjingAgriculturalUniversity, Nanjing210095, China;2.ColegeofAgronomy, NingxiaUniversi-
ty, Yinchuan750021, China;3.DepartmentofBiology, HuaiyinNormalCollege, Huaian223300, China)
Abstract:TheCd2+uptakekineticcharacteristicsofTyphaangustifoliaundertheconditionsofdifferenttimeandtemperatures
werestudied.ResultsshowedthecharacteristicsofabsorptionbasicalyfolowedtheMichaelis-Mentenmodel.Athightemperature,
theCd2+absorptionpotentialityofT.angustifoliawasstrong, whiletheaffinityattheuptakesitesofrootforCd2+ wasweak.The
Cd2+absorptionrateincreasedundertheshorttimeandhightemperature, whenthetreatmenttimeprolonged, theCd2+absorptionrate
gotslower, whileinlowtemperaturetheresultswereopposite.UsingV-CandLBgraphicalapproachmethod, thevalueofVmaxwasthehighestinthetreatmentof24 h+30 ℃, whilethatinthetreatmentof24h+10 ℃ wasthelowest.Theresultsshowedthatthe
Cd2+absorptionratewasinfluencedbytreatmenttimeandtemperature.Bythetwodifferentways, theresultsshowedthediferenceof
theuptakekineticmechanismswassignificant, butitrelatedwel.
Keywords:Typhaangustifolia;Cd2+;Temperature;Time;Uptakekinetics
　　镉是环境中毒性最强的重金属元素之一 ,近年来植
物对镉胁迫的生理反应研究成为热点 ,国内外有关镉对
植物影响的研究多集中在镉对植物光合和蒸腾作用的抑
制 、降低植物产品的产量和质量、破坏细胞生长保护酶活
性 、加速植物衰老等方面[ 1 ～ 5] 。
离子吸收动力学研究在阐述栽培植物(如水稻 、小
麦 、棉花等)对营养物质吸收特性方面的应用已十分普
遍 [ 6 ～ 9] 。但是关于水生植物对污水中污染物质的吸收动
力学特性的研究报道并不多见 。
本试验以水生植物狭叶香蒲(Typhaangustifolia)为
试材 ,采用离子吸收动力学的基本方法 ,研究了不同温度
和时间条件下狭叶香蒲吸收 Cd2+的动力学状况 ,以期为
香蒲植物离子吸收的动力学特征研究提供基础资料。
1　材料与方法
1.1　供试材料　以采自江苏省淮安市楚州区的狭叶香
蒲(Typhaangustifolia)为试材 。
1.2　试验方法　将狭叶香蒲先用自来水预培养一周 ,然
后分别用 1/4 Hoagland营养液、1/2 Hoagland营养液各
培养 9d,每 3 d换 1次营养液 ,于试验开始前 6d改用全
营养液培养。试验时加入 CdCl2 · 2.5H2O溶液的浓度
设为:0、0.2、0.5、 1、2、5、 10 mg/L,把狭叶香蒲的根全部
浸入溶液中 ,调节 pH值为 6.4,放于人工气候箱中 ,调节
温度为 30 ℃或 10 ℃,分别培养 24 h和 48 h后 ,进行狭
叶香蒲对 Cd2+的吸收测定 ,方法是:在以上各时间段分
别将植株取出 ,分离地上部和地下部根系 ,擦净根系水
分。溶液中 Cd2+的含量用 ICP仪测定 。试验重复 3次 。
1.3　数据分析方法　应用 sigmaplot10.0统计分析软件
进行曲线拟合 ,与 sigmaplot方程 y=ax/b+x具有较好的
拟合度 ,作出 Cd2+的吸收动力学曲线 。
2　结果与分析
2.1　以速率 -浓度作图法求解不同温度与时间条件下
狭叶香蒲对 Cd2+的吸收动力学参数　应用 sigmaplot
10.0统计分析软件拟合速率 -浓度(简称 V-C法)曲
线如图 1,从同一时间测定的吸收曲线来看 ,在 30 ℃下
狭叶香蒲对 Cd2+的吸收速率上升幅度、Vmax和 Km均比
10℃时的大(表 1)。 Vmax表示离子吸收所能达到的最大
速率 , Vmax越大 ,离子吸收的内在潜力越大。 Km的倒数
表示根系吸收位点对离子的亲和力的大小 , Km越小 ,亲
和力越大[ 10] 。因此可以说明 ,高温下狭叶香蒲对 Cd2+
吸收的内在潜力大 ,但根系吸收位点对 Cd2+的亲和力较
小。从图 1同时可以看出 ,同一温度(30 ℃)24 h时的
Vmax和 Km比 48h的大 ,但是在 10 ℃下 24 h时的 Vmax和
Km比 48h时的小(表 1)。说明高温下短时间内对 Cd2+
的吸收速率较快 ,时间延长则变慢;但低温下的表现正好
与高温下的相反 。
图 1　不同温度及时间条件下狭叶香蒲对 Cd2+的吸收曲线
2.2　以 Lineweaver-Burke双倒数作图法求解不同温
度与时间条件下狭叶香蒲对 Cd2+的吸收动力学参数 　
采用 Lineweaver＆Burke双倒数法(简称 LB法 [ 11] )作图
(图 2)并求解吸收动力学参数(见表 1),可以看出 , LB
法求解的 Vmax和 Km普遍高于 V-C法 。
30 ℃+24 h条件下用两种方法求解的 Vmax比其他
时间和温度处理高。根系的吸收能力用 α表示 , α=
Vmax/Km , α值越大则根系吸收能力越强。在 4个处理
中 ,用 V-C法求解的 α值 在 10 ℃+48 h时最大 ,但是
用 LB法求解的 α值在 30 ℃+48 h时最大 。 24 h处理
的两个温度用两种方法求解的 α值很接近 ,但是 48 h处
理的两个温度的 α值却相差很大。说明时间和温度同
时影响离子吸收 。各处理吸收曲线各有差异 , 整体趋势
一致 。
图 2　不同温度及时间条件下狭叶香蒲吸收 Cd2+的 Lineweaver-Burke图
44 江　西　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　 　　　　　　20卷
表 1　不同温度下狭叶香蒲吸收 Cd2+的动力学参数
处理时间
(h)
温度
(℃)
Vmax[ mmol/(g· h)]
V-C法 LB法
Km(mmol/L)
V-C法 LB法
α(Vmax/Km)
V-C法 LB法
r
V-C法 LB法
24 30 11.4928 45.4545 15.2274 71.9727 0.7547 0.6315 0.9969 0.9882
10 1.6407 1.2593 2.7074 1.5633 0.6060 0.8055 0.9807 0.9916
48 30 5.7992 1.9940 10.9337 1.7260 0.5304 1.1553 0.9839 0.9804
10 4.9627 10.1833 5.4359 34.8238 0.9129 0.2924 0.9676 0.9908
3　结果与讨论
植物对离子的吸收与植物的生长密不可分 ,凡影响
生长的因素都会影响吸收动力学参数的大小。吸收动力
学参数是吸收特性的数量化描述 ,带有生理特征的信息 。
本试验通过离子吸收动力学 ,研究了香蒲植物在不同时
间吸收 Cd2+的动态过程 。在 4、8、12和 24h四个时间段
吸收动力学曲线各有差异 ,但整体趋势一致 ,符合
Michaelis-Menten动力学规律。与许多植物对离子吸收
动力学研究呈现一致规律 [ 12, 13] 。
离子吸收动力学参数受温度的影响 , Thlaspicarules-
cens在 22 ℃和 2℃的试验中 , 2℃吸收 Cd2+很快达到稳
定状态 [ 14] 。李振侠等(2005)研究苹果砧木在 1 h内有
较大的铁吸收量 [ 15] 。而本试验各个处理还未达到吸收
的稳定状态 ,说明可能还有吸收潜能。在 4个处理中 , 24
h+30 ℃用 V-C图解法和 LB图解两种方法求解的
Vmax最大 ,而 24 h+10 ℃处理的 Vmax最小。在各处理中 ,
用 V-C法求解的 α值 在 48 h+10 ℃时最大 ,但是用
LB法求解的 α值在 48 h+30 ℃时最大。 24h处理的两
个温度用两种方法求解的 α值很接近 ,但是 48 h处理的
两个温度的 α值却相差很大。说明时间和温度同时影
响离子吸收。试验用两种方法求动力学参数 ,分析结果
有差异 ,但相关性均较好。
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(上接第 35页)
锌仍是变异性和显著性最大的养分。
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