全 文 ：2014 年 12 月(上)
收稿日期:2014-03-04;修回日期:2014-06-31
基金项目:齐齐哈尔市科技局农业攻关项目(NYGG2012 － 06)
作者简介:孙天国(1966 －)，男，副教授，硕士，研究方向为植
物分子生物学和植物生理学，stg1966@ 163． com．
通信作者:沙 伟(1963 －)，女，教授，博士，博士生导师，研究
方向为植物分子生物学，shw1129@ 263． net．
镉胁迫对毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera P． Beauv)
生理活性的影响
孙天国，沙 伟，孙玉斌
(齐齐哈尔大学 生命科学与农林学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)
中图分类号:S482． 2 + 5 文献标识码:B 文章编号:1004-7034(2014)12 － 0115 － 03
关键词:镉胁迫;毛尖紫萼藓;抗氧化酶系统;叶绿素;丙二醛
摘 要:为了研究镉胁迫对毛尖紫萼藓生理活性的影响，试验设计了 6 个 Cd2 +浓度，在 Cd2 +胁迫条
件下测定毛尖紫萼藓过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢活性、丙二醛含量、叶绿素含
量。结果表明:随着镉浓度的增加，毛尖紫萼藓超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性先上
升后下降;丙二醛含量有逐渐上升的趋势;叶绿素含量呈抑制效应。在 Cd2 +离子浓度(5 mg /L)较低
时，超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和丙二醛含量与对照间无差异;而当 Cd2 +离子大于 10 mg /L
时，Cd2 +离子对毛尖紫萼藓毒害较大。说明毛尖紫萼藓可以作为镉污染的环境指示物。
镉(cadmium)是环境中主要的重金属污染物之
一，毒性大，蓄积性强，对植物体的危害作用较大，并
可通过生物链危害人类健康。毛尖紫萼藓(Grimmia
pilifera P． Beauv)在我国分布范围较广，抗性较强，有
较强的代表性。试验研究了 Cd2 +胁迫对毛尖紫萼藓
生理活性的影响，旨在了解毛尖紫萼藓在重金属污染
环境监测上的应用潜力，现报道如下。
1 材料与方法
1． 1 毛尖紫萼藓
毛尖紫萼藓，采集于黑龙江省五大连池市。
1． 2 重金属处理
将野外采回的毛尖紫萼藓去除杂物，用去离子水
洗净，于培养箱中培养 5 d，然后挑选长势一致的进行
处理。先用滤纸吸干表面水分，放入培养皿中。
Cd2 +浓度分别为 0(对照)，5，10，20，30，50 mg /L。在
25 ℃光照培养箱中培养 72 h。每个处理 5 次重复。
1． 3 测定项目
采用愈创木酚法测定过氧化物酶活性［1］，超氧
化物歧化酶活性的测定采用 NBT 光化还原法 ［1］，过
氧化氢活性的测定采用碘量法［2］，丙二醛含量的测
定采用硫代巴比妥酸法［1］，叶绿素含量的测定采用
混合液法。
1． 4 数据的统计分析
试验数据采用 SPSS 17． 0 统计软件的 One － way
ANOVA程序进行处理，采用 Microsoft Excel 2003 软
件作图。
2 结果与分析
2． 1 镉胁迫对毛尖紫萼藓超氧化物歧化酶和过氧化
物酶活性的影响(见图 1、图 2)
图 1 镉胁迫对毛尖紫萼藓超氧化物歧化酶活性的影响
由图 1 可以看出，毛尖紫萼藓超氧化物歧化酶活
性的变化趋势先升后降。超氧化物歧化酶活性在
Cd2 +浓度为 10 mg /L 时最高，比对照高 24． 5%。方
差分析结果表明，Cd2 +浓度为 5 mg /L时与对照间无
显著差异(P ＞ 0． 05)，其余处理与对照间差异显著
(P ＜ 0． 05)。表明当 Cd2 +浓度较低(为 5 mg /L)时
对细胞没有造成伤害或伤害较小，当浓度达到
10 mg /L时超氧化物歧化酶活性增加，达到自身保护
的极限。说明超氧化物歧化酶能清除自由基，减轻
511《黑龙江畜牧兽医》科技版
DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2014.1430
O2
－对植物体的毒害作用。
图 2 镉胁迫对毛尖紫萼藓过氧化物酶活性的影响
由图 2 可以看出，毛尖紫萼藓过氧化物酶活性先
升高后降低。Cd2 +浓度 5 mg /L 时过氧化物酶活性
达到最大值，比对照高 20． 8%。然后急剧下降。方
差分析结果表明，各处理与对照间差异显著(P ＜
0． 05)。这说明当 Cd2 +浓度为 5 mg /L 对毛尖紫萼藓
过氧化物酶活性影响较大，对细胞已造成伤害。过氧
化物酶的主要作用是清除 H2O2 和过氧化物，因此，
过氧化物酶在生物体内的抗氧化代谢中起重要作
用［3］。
2． 2 镉胁迫对毛尖紫萼藓过氧化氢酶活性的影响
(见图 3)
图 3 镉胁迫对毛尖紫萼藓过氧化氢酶活性的影响
由图 3 可以看出，镉胁迫下毛尖紫萼藓过氧化氢
酶活性先升高后降低。当 Cd2 +浓度低于 10 mg /L 时
过氧化氢酶活性上升，高于 10 mg /L时过氧化氢酶活
性下降。过氧化氢酶活性增大对植物体起到保护效
应。方差分析结果表明，5 mg /L 与对照间差异不显
著，其余处理与对照间差异极显著(P ＜ 0． 01)。说明
Cd2 +浓度为 5 mg /L时对细胞的伤害较小，当处理浓
度为 10 mg /L时伤害达到峰值。
2． 3 镉胁迫对毛尖紫萼藓丙二醛含量的影响(见图
4、图 5)
丙二醛(MDA)是细胞膜脂质过氧化反应的产
物，其含量的变化可作为检测逆境条件下膜系统受损
图 4 镉胁迫对毛尖紫萼藓丙二醛含量的影响
程度的标志［4］。由图 4 可以看出，随着 Cd2 +浓度的
增大，丙二醛含量逐渐升高。当 Cd2 + 浓度达到
50 mg /L时，MDA含量最大，比对照高 122． 6%。方
差分析结果表明，5 mg /L与对照间差异不显著，其余
处理与对照间差异显著(P ＜ 0． 05)。
2． 4 镉胁迫对毛尖紫萼藓叶绿素含量的影响(见
图 5)
图 5 镉胁迫对毛尖紫萼藓叶绿素含量的影响
叶绿体色素参与光合作用过程中光能的吸收、传
递和转化。由图 5 可以看出，随着 Cd2 +浓度的增大，
毛尖紫萼藓叶绿素含量逐渐下降。在 Cd2 +胁迫下，
随着浓度的增加叶绿素的含量呈现出抑制现象，在
50 mg /L处呈现最低值，比对照低74． 2%。方差分析
结果表明，Cd2 +离子为 5 mg /L 时毛尖紫萼藓叶绿素
含量与对照差异不显著(P ＞ 0． 05)，其余处理与对照
间差异显著(P ＜ 0． 05)。
3 讨论
超氧化物歧化酶活性的高低与植物抗逆性大小
有一定的相关性，目前有关重金属胁迫下植物体内超
氧化物歧化酶的活性变化有两种情况，一是随重金属
浓度的增加而增高［5］，二是先上升后下降 ［6］。本试
验结果与后者一致，毛尖紫萼藓在 Cd2 +浓度较低时
过氧化物酶活性上升。这是由于植物体内 Cd2 +达一
定浓度时，增加了过氧化物酶的底物浓度，从而使过
氧化物酶活性上升。当 Cd2 +浓度增大时，Cd2 +对过
氧化物酶造成伤害，因而过氧化物酶活性急剧下降。
这与杨盛昌等［7］进行的 Cd2 +对桐花树幼苗生理特性
的影响试验结果相同。在本试验中，过氧化氢酶活性
在 Cd2 +浓度低于 10 mg /L 有所增加，这是由于低浓
611
Heilongjiang Animal Science
and Veterinary Medicine № 12 2014
2014 年 12 月(上)
度 Cd2 +刺激了苔藓的酶系统，使其自身的抗性增加
所致。但随着 Cd2 +胁迫浓度的增加，苔藓体内大量
过氧化物产生，过氧化氢酶的消除能力有限，使细胞
受到伤害，致使过氧化氢酶活性下降。研究表明，当
Cd2 +浓度为 5 mg /L时，超氧化物歧化酶和过氧化氢
酶活性与对照无差异，而过氧化物酶活性与对照有差
异，说明当细胞受 Cd2 +胁迫时，过氧化物酶反映较灵
敏，是细胞中最重要的保护酶。超氧化物歧化酶和过
氧化物酶在高 Cd2 +浓度下仍然保持较高活性，说明
起到了较大保护作用。大量研究证明，Cd2 +能使脂
质发生过氧化，能够破坏膜的结构，从而影响膜的功
能。本试验中丙二醛含量随着 Cd2 +离子浓度的增大
而增加。刘建新等［8］在 Cd2 +对玉米保护酶活性及膜
脂过氧化的影响试验中也得出相同的结论。本试验
中叶绿素含量呈现抑制效应是由于 Cd2 +对毛尖紫萼
藓叶绿体微结构造成了破坏，而且这种破坏作用不可
修复;同时 Cd2 +取代了植物中 Fe2 +、Zn2 +、Mg2 +等，
叶绿素前体的合成被抑制，加速了叶绿素分解，从而
降低了叶绿素含量 。
综上所述，Cd2 +在较低的浓度下(10 mg /L)对毛
尖紫萼藓植物体造成伤害，毛尖紫萼藓可以作为镉污
染的环境指示物。
参考文献:
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(010)
收稿日期:2014-05-13;修回日期:2014-09-04
基金项目:2013 年内蒙古赤峰市社科联重点项目(201319)
作者简介:李大勇(1963 －)，男，副教授，本科，研究方向为区
域经济，
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cfxylidayong@ 163． com．
内蒙古节水灌溉草产业发展模式研究
———以内蒙古阿旗为例
李大勇，通拉嘎，萨础日拉
(赤峰学院 资源与环境科学学院，内蒙古 赤峰 024000)
中图分类号:S812． 8 文献标识码:B 文章编号:1004-7034(2014)12 － 0117 － 05
关键词:内蒙古;节水灌溉;草产业;发展模式;阿鲁科尔沁旗(阿旗)
摘 要:文章介绍了中国草都———阿鲁科尔沁旗(阿旗)发展节水灌溉草产业的概况。阿旗节水灌溉
草原采用打机电井和配备自走式大型指针喷灌机，通过建立节水灌溉草原基地、培育草产业集群、健
全草业服务体系、探索经营模式，实现了草原生态效益与经济效益的统一，找到了解决草原生态保护
与牧民增收两难困境的办法，得出节水灌溉草产业发展模式。
畜牧业发展的基础是饲草业，由于缺乏优质牧
草，尤其缺乏优质苜蓿干草料，我国奶牛单产水平只
相当于发达国家的一半。我国畜牧业一直以来以秸
秆等农副产品为家畜粗饲料的主要来源，奶牛产量上
不去。据相关数据统计，我国现阶段奶牛存栏超过
1 200 万头，全国 1 年对苜蓿的需求量至少在
1 000 万 t以上，而我国市场上流通的苜蓿草每年有
100 万 t左右。2012 年我国进口苜蓿草 44． 2 万 t。
随着奶牛数量和产奶量的不断提高，国内市场对苜蓿
等优质牧草的需求将进一步增长。2012 年国务院提
出了“振兴奶业苜蓿发展行动”，为草产业发展提供
了难得的政策机遇，优质牧草市场前景广阔，很多地
区开始了草产业发展探索。
关于草原草产业发展的报道很多［1 － 3］，大多从草
原生态、草产业地位、畜牧业发展、结构调整等角度进
行论述，从节水灌溉草产业发展角度研究草原可持续
711《黑龙江畜牧兽医》科技版
DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2014.1431