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铅胁迫对龟背竹抗氧化酶与脂质过氧化的影响



全 文 :农村经济与科技 2016 年 5 月(上)·第 27 卷第 09 期(总第 389 期)资源·环境
随着城市化发展步伐的加快,土壤重金属污染日益严重。 其
中铅是导致环境污染的主要重金属元素, 当植物体内的重金属含
量超过一定量时就会对其生长和代谢产生不利影响,严重时导致
植株死亡。 因此,研究植物在重金属铅胁迫下抗氧化功能的变化
及脂质过氧化的影响, 以期了解其抵御重金属胁迫的相关机制,
为寻找抗重金属污染的植物材料用于土壤修复提供一定理论依
据。 龟背竹(Monstera deliciosa)是天南星科龟背竹属多年生常绿
藤本植物,是受人青睐的家居观赏和园林绿化植物,应用非常广
泛。 目前人们对龟背竹的研究主要在无土栽培等方面,而有关重
金属胁迫对龟背竹抗氧化的影响尚未见报道。 本研究针采用不同
浓度的 Pb(NO3) 2对龟背竹进行胁迫,对抗氧化系统进行分析,为
探寻龟背竹的生理抗性和受铅污染的土壤恢复提供理论依据。
1 实验材料与方法
1.1 供试材料及试验设计
供试植物龟背竹(Monstera deliciosa),采购于新乡市花卉市
场。供试土壤为腐殖土和园土的混合土,风干去杂,研磨,过 120
目筛备用。 重金属离子以 Pb(NO3) 2 的形式加入,依据土壤环境
质量标准 (GB15618-1995) 设计试验 , 以不加 Pb、Cd 为对照
(CK),P1 (Pb:200 mg·kg-1)、P2 (Pb:500 mg·kg-1)、P3 (Pb:1000
mg·kg-1)、P4(Pb:2000 mg·kg-1),共 5 个处理 ,每个处理重复三
次。 按各处理浓度均匀搅拌至准备好的土壤中, 装入规格为
25cm×18cm×18cm 的盆内,每盆装土为 3kg。 将实验材料预培养
30 天后选取生长健壮、 长势基本一致的植株进行胁迫试验,且
视盆土干湿状况定期加入等量的水浇灌,日常养护。
1.2 生理指标的测定
于处理后的 40d 对每盆龟背竹取同部位的叶片进行测定。
氮蓝四唑光化还原法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性,愈创木酚
法测定过氧化物酶 (POD) 活性, 紫外吸收法测定过氧化氢酶
(CAT)活性,硫代巴比妥酸法检测丙二醛。
2 实验结果与分析
2.1 铅胁迫对龟背竹 SOD 活性的影响
如图 1 所示, 龟背竹叶片 SOD 活性随着 Pb 处理浓度的升
高而逐渐降低,在 P4 处理下 SOD 活性最低,比对照低 45.4%。
2.2 铅胁迫对龟背竹 POD 活性的影响
由图 2 可以看出,在重金属 Pb 的胁迫下,随着处理浓度的
增加 POD 活性的降低,与 SOD 的变化一致,在 P4 浓度下达到
最小值,比对照低 60.2%。
2.3 铅胁迫对龟背竹 CAT 活性的影响
由图 3 所示, 随着 Pb 处理浓度的升高 CAT 活性表现出先
[收稿日期]2016-04-08
[基金项目]河南省高等学校重点科研项目 项目编号:16B180005;河南省高等学校重点科研项目 项目编号:15B180018
[作者简介]朱红霞(1981—),女,河南长葛人,讲师,主要从事生态学研究。
铅胁迫对龟背竹抗氧化酶与脂质过氧化的影响
朱红霞,张家洋
(新乡学院 生命科学技术学院,河南 新乡 453003)
[摘 要]采用盆栽的方法对重金属铅胁迫下的龟背竹叶片中的 SOD、POD、CAT 活性以及 MDA 进行了研究。结
果表明,随着铅处理浓度的增加,叶片 SOD 和 POD 活性下降,CAT 活性先升高后下降,MDA 则呈上升趋势。 据此,
系统和抗氧化酶活性等指标对重金属胁迫的反应均较为灵敏,可作为评估重金属及盐胁迫对其危害的指标。
[关键词]铅胁迫;龟背竹;抗氧化酶;脂质过氧化
[中图分类号]S795 [文献标识码]A
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资源·环境
(上接 P78)及早安排部署、简化实施程序,以便更好地完成项目
的实施,达到项目预期的效果。
3.2 项目资金有限,影响实施成效
小麦是江汉平原主要夏粮作物,抽穗扬花期一般在 4 月 15
日左右,该区域常年 4 月份往往是雨水较多,赤霉病、锈病发生
重,对产量、品质的影响大。 目前 75 元/hm2补助标准较低,不够
开展一次 “一喷三防 ”采购所需杀虫 、杀菌和生长调节剂的费
用,建议根据生产实际提高补助标准,将补贴标准提高到 150~
225 元/hm2,进一步提高补贴力度,确保小麦“一喷三防”工作顺
利实施。
3.3 配套经费短缺,影响工作进度
由于“一喷三防”工作覆盖面广、时间紧、任务重,自项目开
展以来,我市共投入市、镇、村三级近千名干部群众参与此项工
作,通过广大干部群众通力合作,保障了项目的顺利实施。 但由
于缺少项目实施经费,使大家工作积极性在一定程度上受到影
响。 建议在项目完成后,省厅能下达一定的项目实施经费。
[参考文献]
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朱红霞,等:铅胁迫对龟背竹抗氧化酶与脂质过氧化的影响
升高后降低的趋势 , 在 P1 浓度处达到最大值 , 比对照增加
71.1%。 随后开始降低,在 P4 浓度处达到最小值,但仍高于对
照。
2.4 铅胁迫对龟背竹 MDA 含量的影响
由图 4 可知,在重金属 Pb 低浓度胁迫下叶片 MDA 含量均
略低于对照, 而后随着 Pb 处理浓度的增加而急剧上升, 在 P4
处理下 MDA 含量是对照的 2.65 倍。
3 讨论
植物脂质过氧化作用中的自由基反应能使细胞膜系统发
生变化,导致细胞的损害甚至死亡。 SOD、POD 和 CAT 是植物体
内抗氧化系统中的主要保护酶,它们协同作用减少活性氧自由
基对细胞膜系统的伤害,本试验表明在重金属 Pb 胁迫下,随着
Pb 浓度的升高, 龟背竹叶片 SOD 活性呈下降趋势, POD 的变
化与 SOD 活性的变化一致,CAT 活性则表现为随着胁迫浓度的
增加先升高后下降。说明在 Pb 胁迫过程中 SOD、POD 合成体系
遭到了破坏,减弱了这两种酶对龟背竹的保护作用。 在处理水
平 P1 下,CAT 具有较高的活性,从而能够清除龟背竹体内有毒
害作用的过氧化氢;但从 P2 开始,随着胁迫浓度的升高该酶活
性随之下降, 说明高浓度胁迫下龟背竹受到的伤害最为严重。
从三酶的变化趋势可以看出,在重金属 Pb 胁迫过程中,起主要
保护作用的酶是 CAT。
MDA 可以反映细胞膜脂过氧化程度,何冰等人指出重金属
是脂质过氧化的诱变剂, 过氧化产物 MDA 会随着重金属浓度
的增加而不断积累。 植物体内 MDA 含量越多,表明膜脂过氧化
程度越严重,膜透性越大,稳定性越差,细胞内含物被动外渗,
影响植物的正常代谢。 本试验结果表明随着 Pb 胁迫浓度的增
大,龟背竹叶片 MDA 的含量呈上升的趋势,说明随着胁迫浓度
的增加,龟背竹叶片细胞膜的稳定性和结构遭到破坏,膜透性
增大,细胞内电解质渗漏加剧,叶片受到的伤害随之加大。
总之, 龟背竹抗氧化酶和膜系统对重金属 Pb 胁迫的反应
均较为灵敏,可作为评估重金属胁迫对其危害的指标。
[参考文献]
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