全 文 ：基金项目：水体污染控制与治理科技专项课题“湘江流域重金属面源污染控制技术课题”(2009ZX07212-001-05)。
第一作者简介：湛灵芝，女，1979年出生，湖南汨罗人，讲师，硕士，研究方向：环境影响评价和环境毒理学。通信地址：410004长沙环境保护职业技术
学院环境科学系，E-mail：zhanlingzhi123@163.com。
通讯作者：铁柏清，男，1963年出生，湖南常德人，教授，硕士，研究方向：环境污染治理、环境毒理学、环境规划与评价。通信地址：410128湖南农业大
学资环学院，E-mail：tiebq@qq.com。
收稿日期：2013-08-16，修回日期：2013-10-16。
Cd2+、Cr6+单一及其复合污染对少根紫萍
生理生化特性的影响
湛灵芝 1,2，铁柏清 2
（1长沙环境保护职业技术学院，长沙 410004；2湖南农业大学资源环境学院，长沙 410128）
摘 要：为进一步了解重金属复合污染对水生植物产生毒害作用的机制，以少根紫萍叶片内叶绿素含量、
过氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、丙二醛(MDA)含量为指标，通过水培实验研究了少
根紫萍在Cd2+、Cr6+污染胁迫4天后的生理生化响应，并探讨了Cd2+、Cr6+单一与复合污染对少根紫萍叶片
的毒性效应及其致毒机制。结果表明，单一Cd污染时，Cd处理对少根紫萍叶绿素含量有显著影响。随
Cd处理浓度的增加，叶绿素含量显著降低，叶绿素含量对Cd污染响应敏感，有潜力作为水体Cd毒性效
应的监测指标。随Cd处理浓度的增加，少根紫萍叶片SOD、POD酶活性表现为先增加后降低的趋势，
且POD活性高于对照；而MDA含量随Cd处理浓度的增加都显著增加。Cr6+单一处理对少根紫萍各项
指标的影响与Cd相似，但均小于Cd对少根紫萍的影响。Cd2+-Cr6+复合污染时，叶绿素含量变化趋势与
单一处理相同，并低于相应的单一Cd处理，但同一Cd浓度下不同Cr6+浓度处理组间叶绿素含量差异不
显著，Cd2+对叶绿素的破坏占主导；Cd2+-Cr6+复合污染处理时SOD、POD活性仍表现为先增加后下降趋
势，但SOD、POD活性与Cd单一处理时比较有降低现象，且POD的活性低于对照；而MDA含量仍随浓
度的增加而增加，且高于单一处理，Cd2+-Cr6+复合污染的毒性效应高于单一污染的毒性效应，表现为协
同作用。
关键词：环境学；少根紫萍；Cd2+；Cr6+；交互作用；生理生化特性
中图分类号：X173 文献标志码：A 论文编号：2013-2193
Individual and Complex Effects of Cd2+, Cr6+ on the Physiological Characteristics of
Spirodela oligorrhiza
Zhan Lingzhi1,2, Tie Boqing2
(1Changsha Environmental Protection College, Changsha 410004;
2College of Resources and Environment, Hunan Agriculture University, Changsha 410128)
Abstract: To understand the toxicity mechanisms of mixed heavy metals on aquatic plant, ndicators of the
content of chlorophyll, the activity of SOD, POD and the content of MDA in leaves of Spirodela oligorrhiza,
hydroponic experiments were conducted in this study for exploring the biological responses of Spirodela
oligorrhiza leaves to single and joint stress of Cadmium (Cd) and chromium (Cr6 + ). The results showed that
single- Cd treatment had significant influences on the content of chlorophyll. With the increase of Cd
concentrations, the content of chlorophyll decreased evidently, the stress content of chlorophyll is a sensitive
index in response to the Cd-pollution. With the increase of Cd concentrations, the Spirodela oligorrhiza leaf
SOD and POD activities appeared as an increasing- decreasing trend, and POD activities higher than CK.
中国农学通报 2014,30(17):272-278
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
多种污染物交互作用形成的联合毒性效应的研究
已成为环境科学发展的重要方向之一。多种污染物进
入水环境后，所发生的联合毒性效应主要表现为相加、
拮抗和协同作用。多种化学污染物对生物毒性的联合
作用研究，已受到国内外越来越多的研究者关注。
常福辰等[1]研究结果显示，Cd、Hg复合污染所产
生的毒性效应大于单一污染，其毒性效应随着浓度的
升高而升高，表现为协同作用。杨金凤等[2]研究结果
显示：Cd对植物毒害效应比Pb严重，Cd-Pb复合处理
组中脯氨酸含量均高于所有单一处理，表明Cd、Pb复
合污染对脯氨酸的积累有促进作用，Pb加强了Cd对
植物的毒害。徐楠等[3]研究结果表明，Hg、Cd单一及
其复合处理对浮萍叶片的影响存在明显的剂量—效应
关系，单一处理时，在同一浓度下，Cd的毒性大于Hg，
Hg、Cd复合污染加剧了对叶细胞的伤害，表现为明显
的协同作用。胡韧等[4]研究了Cr3+、Cr6+及其复合污染
对狐尾藻的毒害作用，结果表明，Cr3+、Cr6+复合处理对
狐尾藻的毒害作用较单一Cr3+、Cr6+显著，二者表现出
协同作用，而其中Cr6+毒性大于Cr3+。张莉等[5]研究结
果显示，Cu、As共存在低浓度时表现为协同作用，而在
高浓度时表现为明显的拮抗效应。王兵等[6]研究结果
表明：低浓度铅镉铜锌复合污染对鹅毛竹的胁迫作用
增加，而高浓度的复合污染对鹅毛竹的胁迫作用反而
降低。宋志慧等[7]研究结果表明：在Cu、Cd单一处理
下，低浓度Cu和Cd对金鱼藻POD活性以及叶绿素含
量具有促进作用，而高浓度Cu和Cd对金鱼藻POD活
性及叶绿素含量具有抑制作用。Bunluesin等[8]研究结
果显示，高浓度的Zn能显著降低Cd在金鱼藻中的富
集；而低浓度Zn却能促进Cd在金鱼藻中的富集；Cd
对 Zn的富集具有负作用；Saygdeger等 [9]研究结果表
明，在单一金属与EDTA处理下，EDTA可提高Pb在金
鱼藻和浮萍中的富集，特别是在金鱼藻中的富集，同时
EDTA可降低Cd在 2种植物中的富集，特别是在浮萍
中的富集；在Pb-Cd-EDTA联合处理下，Pb富集作用大
于单一处理。
少根紫萍 (Spirodela oligorrhiza L.)为浮萍科
(Lemnaceae)紫萍属(Spirodela L.)植物，在中国分布很
广，主要生长在水塘、湖泊、稻田、池沼等水体中。已经
有大量的实验证明浮萍类植物是一类现实、有效的环
境监测类植物，具有操作简便、经济、灵敏和可操作性
等优点。Cd和铬(Cr)是生态污染的主要污染因子，在
工业废水中的含量呈上升趋势。目前，关于Cd2+与Cr6+
复合污染对高等水生植物联合作用的研究报道较少，
而针对少根紫萍的研究则更为少见。
本实验以中国常见的重金属污染物Cd、Cr为代
表，以在中国分布较广的一个浮萍科新种为研究对象，
研究了Cr6+、Cd2+单一及其复合处理下对少根紫萍生理
生化指标的影响，为科学评估重金属Cr6+、Cd2+对水生
植物的胁迫作用以及水生植物对重金属耐性机制提供
理论依据，同时为利用少根紫萍监测水质污染提供新
的理论依据，并进一步丰富生态毒理学的内容。
1 材料与方法
1.1 试验生物的采集及培养
从野外水塘采集少根紫萍(Spirodela oligorrhiza)，
将其放入自来水中驯养3天后，放入瓷盘中，加入培养
液预备培养7天，光强为3000 lx，温度为(25±2)℃，隔天
向盘内添加培养液（Hoagland培养液）以保持液面高
度。于实验前取外形完好，形状和大小都相近的三叶
状萍体进行试验。
1.2 试验试剂
CdCl2· 2.5H2O (AR)、K2CrO4(AR)用蒸馏水分别配
While the content of MDA increased persistently. Chromium (Cr6 + ) single treatment on Spirodela oligorrhiza
indicators influence were similar to Cd, but were less than Cd. Under the Cd-Cr6+ combined stress, the content
of chlorophyll decreased with increasing contentration, and less than the single-Cd stress. But there was no
striking concentration difference of chlorophyll between groups of different Cr6 + concentrations in the same
cadmium concentration, which showed that Cd2+ was dominant in the destruction of chlorophyll, the Spirodela
oligorrhiza leaf SOD and POD activities appeared as an increasing- decreasing trend, but these enzyme
activities decreased when compared with the single-Cd stress, and POD activities lesser than CK; the content
of MDA increased with increasing concentration, and higher than the single-Cd stress, which suggested that
the combined toxicity of Cd and Cr6+ was stronger than the single-Cd stress. The interaction of Cadmium and
Chromium showed synergism action.
Key words: environtology; Spirodela oligorrhiza; Cd2+ ; Cr6 + ; interactive effect; physiological and biochemical
characteristics
湛灵芝等：Cd2+、Cr6+单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响 ··273
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成100 mg/L的Cd2+、Cr6+母液，现用现配。
1.3 试验设计
选取生长良好，长势一致的植株，于上午 8:00左
右，分别移至已加入污染物CdCl2和KCrO4的烧杯中
(500 mL)，设置约1/2IC50~2IC50浓度梯度[10-11]，即2.5、5、
10 mg/L Cd2 +，7.5、15、30 mg/L Cr6 +，复合系列浓度为
2.5、5、10 mg/L Cd2+分别加入 7.5、15、30 mg/L Cr6+，另
设置对照组，见表1。各处理组设置3个重复。各项生
理指标在 4天后测定，最终结果取 3次重复测定的平
均值。
1.4 测试指标及方法
叶绿素含量按照沈伟其的方法测定[12]；超氧化物
歧化酶活性(SOD)采用SOD试剂盒，购自南京建成生
物工程研究所；过氧化物酶活性(POD)按照张志良的
方法测定[13]；丙二醛(MDA)含量按照朱广廉的方法测
定[14]。
2 结果与分析
2.1 Cd与 Cr单一及复合污染对少根紫萍叶绿素的
影响
表2显示了Cd2+、Cr6+单一及复合污染对少根紫萍
叶绿素含量的影响。单一污染时：Cd2+浓度为 2.5、5、
10 mg/L时，与对照相比，少根紫萍叶片中叶绿素含量
分别下降了 19.7%、34.2%、55.7%，单一Cd2+处理对叶
绿素含量影响明显，随各处理浓度的增加，叶绿素含量
急剧减小；Cr6+浓度为 7.5、15、30 mg/L与对照相比，少
根紫萍叶片中叶绿素含量分别下降了 8.2%、21.1%、
24.1%，单一Cr6+处理时，叶绿素含量影响也随各处理
浓度的增加而显著减小，通过胁迫浓度与叶绿素含量
的影响相关性分析表明：单一Cd2+比Cr6+对叶绿素的破
坏要大。
Cd2+-Cr6+复合污染时：不同Cd浓度处理下，添加低
浓度的Cr6+(7.5 mg/L)后叶绿素含量与单Cd处理组相
比有所增加，但增加不显著，当添加Cr6+ (15 mg/L)时，
叶绿素含量均低于单Cd处理组，但差异不显著。当添
加Cr6+浓度为 30 mg/L时，随着Cd2+浓度增加，叶绿素
含量呈下降趋势，在相同Cd浓度下，与单Cd处理组相
比，叶绿素含量均下降，且与对照相比差异显著，与对
照相比，Cd2+浓度为2.5、5、10 mg/L，叶绿素含量分别下
降了26.9%、48.4%、61.8%。表明高浓度Cr6+与Cd复合
污染时对少根紫萍叶片叶绿素含量的影响存在一定的
交互作用。
2.2 Cd与Cr单一及复合污染对少根紫萍SOD活性的
影响
对SOD酶而言，与对照相比，2.5 mg/L Cd处理时
少根紫萍叶片SOD酶活性升高，而后随Cd处理浓度
的增加 SOD活性又降低，即单一Cd处理时，SOD活
性随Cd浓度的增加表现为先增加后降低的趋势；单
一Cr6+处理对少根紫萍叶片的SOD活性影响与Cd相
同，当Cr6+浓度为 15 mg/L时，SOD酶活性被激活到最
大，随后随着Cr6+浓度的增加，SOD酶的活性又降低
（表3）。
Cd2+~Cr6+复合处理系列 SOD活性变化趋势仍表
现为先升高后降低。当添加Cr6+浓度为 7.5 mg/L时，
与对照相比，Cd2+浓度为2.5 mg/L，SOD的活性升高了
4.2%，而当Cd2+浓度为5、10 mg/L时，酶活性分别比对
照低了 4.2%、3.3%。SOD活性随Cd浓度的增加仍然
呈先升高后降低趋势，与单 Cd处理组相比，添加
Cr6+
0 mg/L
7.5 mg/L
15 mg/L
30 mg/L
Cd2+
0 mg/L
38.82±1.29aA
35.63±1.64bAB
30.63±2.31cAB
29.46±1.13cdC
2.5 mg/L
31.18±2.32cBC
33.90±2.34bcB
30.23±0.99cBC
28.36±2.34cdCD
5 mg/L
25.56±2.13dCD
26.68±1.48dCD
24.90±1.29dD
20.03±0.72eE
10 mg/L
17.21±0.86efEF
19.10±1.80efE
16.34±1.12Fef
14.84±0.77fF
Cr6+
0
7.5
15
30
Cd2+
0
0+0
7.5+0
15+0
30+0
2.5
0+2.5
7.5+2.5
15+2.5
30+2.5
5
0+5
7.5+5
15+5
30+5
10
0+10
7.5+10
15+10
30+10
表1 Cd2+与Cr6+处理的试验设计 mg/L
表2 Cd与Cr单一及复合污染对少根紫萍叶绿素的影响
注：表中数据为平均值±标准差(n=3)。有相同小写拉丁字母的表示在 0.05水平差异不显著，有相同大写拉丁字母的表示在 0.01水平差异不
显著。
mg/gFW
··274
7.5 mg/L、15 mg/L Cr6+时，不同Cd浓度下，SOD的活性
均高于单 Cd处理组，且差异显著。当 Cr6 +浓度为
30 mg/L时，随着Cd2+浓度增加，SOD的活性呈下降趋
势，与对照相比，SOD的活性分别下降了4.4%、11.3%、
21.4%，以单Cd处理组相比，SOD活性均低于单Cd处
理组，且差异显著，显示出明显的协同作用，并且高浓
度Cd2+与Cr6+复合污染的毒性大于低浓度Cd2+与Cr6+复
合污染的毒性（表3）。
表3 Cd与Cr单一及复合污染对少根紫萍SOD活性的影响
Cr6+
0 mg/L
7.5 mg/L
15 mg/L
30 mg/L
Cd2+
0 mg/L
622.34±9.02dC
645.34±7.93cBC
678.57±7.31aA
588.48±5.26fD
2.5 mg/L
637.28±3.23cC
648.74±8.02bcBC
660.06±10.86bB
594.87±2.36efD
5 mg/L
592.17±10.38efD
595.94±7.30efD
622.39±4.64dC
551.82±8.10gE
10 mg/L
539.31±2.54hF
603.48±7.46eD
558.22±3.44gE
489.01±8.04iG
注：表中数据为平均值±标准差(n=3)。有相同小写拉丁字母的表示在 0.05水平差异不显著，有相同大写拉丁字母的表示在 0.01水平差异不
显著。
U/mL
2.3 Cd与Cr单一及复合污染对少根紫萍POD活性的
影响
表4显示了Cd2+、Cr6+单一及复合污染对少根紫萍
POD活性的影响。Cd2+浓度为2.5、5、10 mg/L时，与对
照相比，POD活性分别上升了 45.9%、50.1%、34.1%，
Cr6+浓度为7.5、15、30 mg/L时，与对照相比，POD活性
分别上升了 65.5%、107.1%、91.1%，即单一处理时，随
着Cd2+、Cr6+浓度的增加，POD活性呈先上升后下降的
趋势，但均高于对照，且Cd2+浓度为5 mg/L，Cr6+浓度为
15 mg/L时，POD的活性达到最大，而后呈下降趋势，
但均显著高于对照。
Cd2+~Cr6+复合处理系列中，当Cr6+浓度为7.5 mg/L
时，与对照相比，Cd2 +浓度为 2.5mg/L，POD的活性最
高，升高了 73.5%，随后随着Cd2+浓度增加，POD的活
性下降，但高于对照，POD活性随Cd浓度的增加仍然
呈先升高后降低趋势。以单 Cd处理组相比，添加
7.5 mg/LCr6+时，Cd2+浓度为 2.5mg/L，POD活性高于单
Cd处理组；Cd2+浓度为 5 mg/L、10 mg/L时，POD活性
显著低于单Cd处理组。
当添加Cr6+浓度为 15 mg/L，与对照相比，Cd2+浓
度为 2.5 mg/L时，POD的活性升高了 64.6%；随后随
着 Cd2 +浓度增加，POD的活性下降，但高于对照，
POD活性随 Cd浓度的增加仍然呈先升高后降低趋
势。以单 Cd处理组相比，添加 15 mg/LCr6+时，Cd2+
浓度为 2.5 mg/L，POD活性高于单 Cd处理组；Cd2+
浓度为 5 mg/L、10 mg/L时，POD活性显著低于单Cd
处理组。与Cd2+-7.5 mg/L Cr6+相比，相同Cd浓度下，
添加 15 mg/L Cr6+处理组 POD活性要低，但差异不
显著。
当添加Cr6+浓度为30 mg/L，与对照相比，Cd2+浓度
为 2.5 mg/L时，POD的活性升高了 49.6%，随后随着
Cd2+浓度增加，POD的活性下降，当Cd2+浓度为10 mg/L
时，POD酶活性已低于对照。与单Cd处理组相比，添
加30 mg/L Cr6+时，POD活性除Cd2+浓度为2.5 mg/L有
所增加外，其余均低于单 Cd处理组，差异显著。与
Cd2+-7.5 mg/L Cr6+相比，不同Cd浓度下，POD活性均显
著降低。与 Cd2 +-15 mg/LCr6 +相比，不同 Cd浓度下，
POD活性均显著降低。
Cr6+
0 mg/L
7.5 mg/L
15 mg/L
30 mg/L
Cd2+
0 mg/L
28.88±2.52fE
47.80±3.34cBC
59.80±2.53aA
55.20±2.25cdC
2.5 mg/L
42.13±2.87deCD
50.10±1.55cB
47.54±2.04cBC
43.20±2.71dC
5 mg/L
43.34±2.13dC
36.75±1.48efD
40.35±2.26deCD
31.39±2.45fDE
10 mg/L
38.72±2.30eCD
32.83±3.83fDE
29.68±1.93fE
21.54±1.73gF
表4 Cd与Cr单一及复合污染对少根紫萍POD活性的影响
注：表中数据为平均值±标准差(n=3)。有相同小写拉丁字母的表示在 0.05水平差异不显著，有相同大写拉丁字母的表示在 0.01水平差异不
显著。
△470/gFW
湛灵芝等：Cd2+、Cr6+单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响 ··275
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
2.4 Cd与Cr单一及复合污染对少根紫萍MDA含量的
影响
植物在逆境胁迫或衰老时，体内的活性氧累积，从
而引起膜脂过氧化，导致植物生长异常。MDA是膜脂
过氧化产物之一，因此，MDA含量能在一定程度上了
解膜脂过氧化的程度，从而反应植物受毒害的程度[15]。
Cd2+与Cr6+单一及复合污染对少根紫萍叶片MDA含量
的影响如表5所示：Cd2+浓度为2.5、5、10 mg/L时，与对
照相比，MDA含量分别上升了 9.3%、10.9%、23.1%，
Cr6+浓度为15、30 mg/L与对照相比，MDA含量分别上
升了 9.4%、19.8%，单一Cd2+、Cr6+污染对MDA含量影
响随各处理浓度的增加，MDA含量逐渐上升，呈显著
正相关。
Cd2+-Cr6+复合处理后，MDA含量变化趋势与单一
处理相同，当Cr6+浓度为 7.5 mg/L时，与对照相比，随
着Cd2+浓度增加，MDA的含量呈上升趋势，与对照相
比，MDA含量分别上升了 5.6%、19.3%、24.7%，以单
Cd处理组相比，MDA含量变化不显著。
当Cr6+浓度为 15 mg/L时，与对照相比，随着Cd2+
浓度增加，MDA的含量仍呈上升趋势，与对照相比，
MDA含量分别上升了13.2%、28.2%、39.5%，且差异显
著；以单Cd处理组相比，MDA含量均升高，差异显著；
与Cd2+-7 mg/LCr6+相比，MDA含量显著升高。
当Cr6+浓度为 30 mg/L时，与对照相比，随着Cd2+
浓度增加，MDA含量分别上升了 10.9%、27.5%、
58.1%，且差异显著；与单 Cd处理组、Cd2 +-7.5 mg/L
Cr6+、Cd2+-15 mg/LCr6+组相比，MDA含量均升高，说明
少根紫萍受胁迫程度加深，膜脂抗氧化程度加剧。
表5 Cd与Cr单一及复合污染对少根紫萍MDA含量的影响
Cr6+
0 mg/L
7.5 mg/L
15 mg/L
30 mg/L
Cd2+
0 mg/L
188.71±4.15gG
187.10±5.61gG
206.45±3.59efEF
226.13±2.75dD
2.5 mg/L
206.29±3.40efEF
199.34±3.28fF
213.55±7.43eE
209.34±3.47eEF
5 mg/L
209.31±3.63eEF
225.16±5.20dD
241.91±4.80cC
240.62±4.12cC
10 mg/L
232.26±5.17dCD
235.4±3.62dCD
263.29±4.74bB
298.39±4.00aA
注：表中数据为平均值±标准差(n=3)。有相同小写拉丁字母的表示在 0.05水平差异不显著，有相同大写拉丁字母的表示在 0.01水平差异不
显著。
μmol/gFW
3 讨论
叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，是一类
含脂的色素家族，位于类囊体膜，是植物进行机体代谢
活动的一种重要物质。叶绿素含量降低的原因，
Somashekaraish等[16]认为主要是外来因子作用于叶绿
素生物合成途径中几种酶的肽链中富含-SH的部分，
抑制了酶的活性从而阻碍了叶绿素的合成[16]。在本实
验中随着Cd2+、Cr6+胁迫浓度的增加，叶绿素含量显著
下降，这是因为大量的Cd2+、Cr6+在少根紫萍体内积聚，
影响了叶绿素酸酯还原酶及氨基-γ-戊酮酸的合成，从
而影响了叶绿素的生物合成；并且逐渐破坏了叶绿体
膜系统结构，使叶绿素总量下降，光合速率降低，光合
作用系统受到不可逆的损害，其中Cd2+对叶绿素的破
坏作用比Cr6+更大，这与大多数的研究结果一致[17-18]，
从植物外部形态上来看，Cd2+处理系列的植株叶片明
显较Cr6+处理系列偏黄。Cd2+-Cr6+复合污染时，低浓度
的Cr6+与Cd2+复合污染对少根紫萍叶片叶绿素含量影
响不显著，高浓度Cr6+与Cd2+复合污染时对少根紫萍叶
片叶绿素含量的影响存在一定的交互作用。其原因可
能是Cr6+促进了少根紫萍植株对Cd2+的积聚，从而对叶
绿体产生直接毒害，另外可能是Cr6+加剧了Cd2+胁迫引
起的膜脂过氧化，从而产生大量的H2O2而间接对叶绿
体产生毒害影响；此外，Cr6+本身对叶绿体也能产生毒
害。这一结论与任安芝等[17]、王少博[19]等的研究一致。
本实验中，单一Cd2+、Cr6+胁迫时，SOD活性表现为
先增后降的趋势。这主要是因为SOD是保卫植物细
胞免受自由基伤害的第一道防线 [20]，在低浓度Cd2 +、
Cr6+胁迫时，低浓度Cd2+、Cr6+进入少根紫萍体内诱发
O2-·的生成，为了抵抗外源物质的氧化损伤，少根紫萍
体内便会合成更多的SOD，所以在低浓度的Cd2+、Cr6+
胁迫下，SOD活性增加，SOD活性的增加是相对于
O2-·含量增加的一种应急解毒措施，是使细胞免受毒
害的应激反应。但当活性氧的增加远远超过正常的歧
化能力时，植物细胞内多种功能被破坏，机体生理代谢
紊乱，SOD活性就会受到抑制而下降；此外，重金属能
与SOD中的金属基团发生反应，SOD活性会受到强烈
抑制[21]，Cd2+、Cr6+与酶发生相互作用使其蛋白结构发
生改变，从而使其功能活性被改变 [22]，因此高浓度的
··276
Cd2+、Cr6+胁迫下，SOD酶活性降低。本研究的结论与
徐向华等[23]、张蕾等[24]、宋相帝等[25]对Cd、Cr的生物毒
性效应研究结果一致。SOD 酶能将O2-·分解为H2O2
和 O2，POD又能将 H2O2催化成为 H2O与 O2，以降低
H2O2的浓度，机体内O2-·和H2O2的累积程度决定着酶
的活性高低 [23]。本实验中单一Cd2+、Cr6+胁迫时 SOD
酶活性呈现为先增加后降低趋势，当Cd2+浓度为5 mg/L、
Cr6+浓度为 30 mg/L时，SOD活性已低于对照，表明体
内有O2-·积累，且 SOD清除增加的O2-·的能力有限；
POD活性表现为随Cd2+、Cr6+处理浓度增加呈先增加后
下降的趋势，但均高于对照，H2O2的累积还未达到使
少根紫萍受害的程度。MDA是是膜脂过氧化产物之
一，细胞膜的受伤害程度越严重，MDA含量越高 [26]。
由于O2-·的累积，从而导致MDA含量的增加[23]。Cr6+
单一处理对少根紫萍各项指标的影响均小于Cd2+对少
根紫萍的影响，本实验结果得出：Cd2+对少根紫萍的毒
性大于Cr6+。一些研究表明少量的Cr6+对生物无毒害
作用，且能促进其生长发育[27]，但Cr过量则会影响体
内氧化、还原、水解过程，并会使蛋白质结构变性，干扰
酶系统从而导致生物中毒[28]；而Cd2+能强烈抑制细胞和
整个植株的伸长，引起植物水分和养分吸收的减少[29]，
从而导致Cd2+对少根紫萍的影响大于Cr6+，这与大多数
的研究结果一致[17,19]。
Cd2+-Cr6+复合污染时，当添加Cr6+后，SOD酶活性
仍表现为先增后降的趋势，但与单一 Cd污染相比，
SOD活性在Cr6+(7.5 mg/kg)处理时就显著增加，表明
Cd2+-Cr6+复合污染后对少根紫萍毒性效应增强，诱导
少根紫萍对外来因子产生了更大的应激反应，从而对
自身起到了更大的保护作用，但当添加高浓度Cr6+后，
SOD活性显著下降，低于对照，说明此时对SOD酶的
破坏作用起主导作用是外源物质，这与徐向华等[23]、张
蕾等[24]研究结果一致。此结果也说明Cd2+-Cr6+复合污
染交互作用存在一定的剂量—效应关系，即高浓度
Cr6+与Cd复合污染对少根紫萍的毒性效应大于低浓度
的Cr6+与Cd复合污染对少根紫萍的毒性效应。Cd2+-
Cr6+复合污染，SOD酶活性先增加后降低，POD酶活性
仍表现为先增后降趋势，但活性与单一污染时比较有
降低现象，POD的活性低于对照，表明复合污染的毒
性高于单一污染时的毒性效应，并有H2O2的累积，累
积的H2O2和O2-·可生成毒性更强的·OH[20]。Cd2+-Cr6+
复合污染对少根紫萍的毒性效应增强，MDA累积的结
果也说明了这一点。这与王少博等[19]、hukla等[30]研究
的结果相类似。
4 结论
（1）在Cd2+、Cr6+的单一胁迫下，少根紫萍叶片中的
叶绿素含量随着处理浓度的增加呈显著下降趋势，
MDA的含量呈显著增加趋势，SOD、POD的活性随处
理浓度的增加呈先上升后下降趋势，复合处理中，其变
化趋势与单一处理相同。
（2）Cd2+-Cr6+复合污染存在交互作用，其毒性效应
大小与浓度有关，高浓度Cr6+与Cd2+复合污染的毒性效
应大于低浓度Cr6+与Cd2+复合污染的毒性效应，且复合
污染的毒性效应大于单一污染的毒性效应；因此只用
单一毒物的含量去评价水体的污染是不准确的，必须
考虑毒物的联合毒性，对复合污染做出综合评价。
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