全 文 ：基金项目： 浙江省丽水市科技局项目（2008jyzb02）资助。
第一作者简介： 陈茂铨， 男， 1963 年生， 浙江省余姚人， 副教授， 硕士， 主要从事植物生态学、 森林生态学、 城市绿地生态的教学与研
究。 Tel： 05782886060； E-mail： ls2871158@lszjy.com。
收稿日期： 2010-01-04 修回日期： 2010-01-30
第 31 卷 第 3 期 热 带 作 物 学 报 Vol．31 No．3
2010 年 3 月 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS Mar.2010
铅对芫荽种子萌发及幼苗生长的影响
陈茂铨 1，2， 陈兵红 1， 刘术新 1， 应俊辉 1， 王东明 1
1丽水职业技术学院环境工程分院， 浙江丽水 323000
2浙江大学农业生态与工程研究所， 浙江杭州 310000
摘要 主要研究铅胁迫对芜荽种子萌发、 幼苗生长、 叶绿素含量、 还原糖、 总糖、 可溶性蛋白和超氧化物歧化
酶（SOD）、 过氧化物酶（POD）活性等的影响， 初步探讨铅胁迫对芜荽的毒害机理。 可为预防重金属对农作物的毒
害、 提高污染土壤上植物生长的安全性和环境监测中对重金属污染的评价提供一定的依据。
关键词 铅； 芫荽； 萌发率； 叶绿素； 总抗氧化能力
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2010.03.011
中图分类号 X171
铅（Pb）是一种常见的重金属污染物 [1]， 几乎对人体的所有器官都能造成损害 [2]。 铅沉积在土壤中， 积
累到一定限度就会对植物产生毒害[3-4]。 过量的铅进入植物体内， 会对植物的生理生化过程造成一系列的
不利影响。 铅胁迫会诱导植物体内活性氧自由基含量的增加， 而植物体内的过氧化物酶和超氧化物歧化
酶在一定范围内能及时清除过多的活性氧以保护细胞免受伤害[5]。
芫荽 （Coriandrum sativum L.）， 俗称香菜， 又名胡荽、 盐荽、 漫天星等， 是很重要的蔬菜和调味香辛
料。 近年来， 有关铅对植物的种子萌发、 生理生化的影响已有不少报道[5，6-9]， 但对芜荽种子影响的研究鲜
见报道。 本试验主要研究铅胁迫对芜荽种子萌发、 幼苗生长、 叶绿素含量、 还原糖、 总糖、 可溶性蛋白
和超氧化物歧化酶、 过氧化物酶活性等的影响， 初步探讨铅胁迫对植物的毒害机理。 可为预防重金属对农
作物的毒害、 提高污染土壤上植物生长的安全性和环境监测中对重金属污染的评价提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
芫荽种子， 醋酸铅、 3， 5-二硝基水杨酸、 茚三酮、 脯氨酸、 考马斯亮蓝 G-250、 磺基水杨酸、 愈创木
酚为化学纯试剂， 超氧化物歧化酶（SOD）、 总抗氧化能力（T-AOC）试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
1.2 方法
1.2.1Pb2+处理芫荽种子 芫荽种子用浓度分别为 0、 1.0、 2.5、 5.0、 7.5、 10.0、 15.0 mg/L Pb2+溶液浸泡
24 h， 取出种子， 分别放置于苗盘湿润土层上， 每个苗盘放入 20 粒种子， 再在上面撒一层湿润细土。 每
个浓度设 3个重复。 采用喷雾法保持土壤湿润。
1.2.2计算芫荽种子萌芽率 观察发现， 苗盘上的种子在处理 7 d 后有幼苗出土， 以 14 d 发芽出苗数/
总种子数为种子萌芽率。
1.2.3取芫荽叶片进行生理指标测定 培养 20 d 后， 取幼苗第 3 对叶片进行生理指标测定。 （1）叶绿素
含量测定。 以丙酮作为提取介质， 制备叶绿素提取液。 采用 723 型分光光度计， 在波长 663 nm 和 645 nm
下测定光吸收值， 计算得出叶绿素含量（单位： mg/g）[10]。 （2）总糖、 还原糖、 可溶性蛋白、 脯氨酸含量的测
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定。 3， 5-二硝基水杨酸（DNS）法测定总糖、 还原糖含量， 考马斯亮蓝测定可溶性蛋白质含量， 磺基水杨酸
提取-酸性茚三酮加热处理-甲苯处理测定脯氨酸含量[11]。 （3）过氧化物酶（POD）、 超氧化物歧化酶（SOD）、
总抗氧化物（T-AOC）的测定。 过氧化物酶（POD）活力测定参照陈雄等的方法， 在波长 470 nm下测定， 以每
分钟吸光度变化值表示酶活性大小， 单位： U/g[12]； 超氧化物歧化酶（SOD）、 总抗氧化物（T-AOC）的测定
按照南京建成生物工程研究所提供的 SOD 、 POD、 T-AOC试剂盒说明书进行测定。
2 结果与分析
2.1 Pb2+对芫荽种子萌发的影响
不同浓度 Pb2+胁迫对芫荽种子萌发的影响不同， 由统计
结果发现， 低浓度 Pb2+对芫荽种子萌发无明显影响， 高浓度
的 Pb2+抑制芫荽种子萌发。 当铅离子浓度高于 2.5 mg/L 时，
随着 Pb2+浓度增加， 种子萌发率迅速降低， 当 Pb2+浓度高于
7.5 mg/L 时种子萌发率下降趋于缓慢（图 1）。 可见， 高浓度
Pb2+对芫荽种子萌发具有明显的抑制作用， 7.5 mg/L以上与以下有明显差异。
观察发现， 铅胁迫对芫荽幼苗生长也产生了明显的抑制作用， 高 Pb2+处理后， 幼苗生长缓慢， 植株相
对矮小， 叶片小， 颜色较绿。
2.2 Pb2+对芫荽幼苗叶绿素、 总糖、 还原糖含量的影响
由图 2 可知， Pb2+处理芫荽种子， 幼苗叶绿素含量表现出先降低后增加的趋势， 0～5 mg/L Pb2+之间，
叶绿素含量变化不明显， Pb2+大于 5 mg/L， 叶绿素含量显著下降， Pb2+浓度大于 10.0 mg/L 时， 叶绿素含量
缓慢上升， 但低于对照， 说明低浓度 Pb2+对叶绿素合成影响小， 高浓度 Pb2+抑制叶绿素合成。
Pb2+处理芫荽种子， 总糖和还原糖也有所变化， 随着 Pb2+浓度的升高， 其幼苗总糖、 还原糖含量均表
现出明显的下降趋势（图 2）， 说明 Pb2+可能对糖代谢酶系统具有破坏作用， 还原糖合成量少， 糖分积累少。
2.3 Pb2+对芫荽幼苗可溶性蛋白质、 脯氨酸含量的影响
由图 3可见， 不同浓度 Pb2+处理后， 幼苗叶片可溶性蛋白含量表现为先上升后下降的趋势： 0～5 mg/L
Pb2+， 叶片可溶性蛋白含量呈上升趋势； 当 Pb2+浓度大于 5 mg/L， 可溶性蛋白含量开始下降， 说明低浓度
Pb2+对可溶性蛋白合成有刺激作用， 高浓度 Pb2+对可溶性蛋白含量合成有抑制作用。
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3期 陈茂铨等： 铅对芫荽种子萌发及幼苗生长的影响
Pb2+处理芫荽种子， 其幼苗叶片的脯氨酸含量高于对照（图 3）， 说明 Pb2+对脯氨酸合成有刺激作用，
芫荽幼苗对铅胁迫有一定的抗性。 当 Pb2+浓度为 1 mg/L 时， 脯氨酸含量最高， 说明芫荽植株通过增加脯
氨酸含量来提高自身的渗透调节能力。 当 Pb2+浓度大于 1 mg/L， 脯氨酸含量呈下降趋势， 其渗透调节能力
减弱， 调节作用降低。
2.4 Pb2+对芫荽幼苗超氧化物歧化酶、 过氧化物酶、 总抗氧化力的影响
由图 4可见， Pb2+处理后， SOD 活性高于对照， 说明植物受到铅胁迫后活性氧代谢失去平衡造成体内
活性氧增加， 从而诱导 SOD 活性增加。 当 Pb2+为 2.5 mg/L 时 SOD 活性最高， 而当 Pb2+大于 2.5 mg/L 时，
SOD活性呈下降趋势， 可能与高浓度 Pb2+抑制超氧化物歧化酶活性有关。
从图 4可以看出， 不同浓度 Pb2+处理后， POD活性先下降后上升， 当 Pb2+为 7.5 mg/L 时， POD 活力最
低， 可能与 Pb2+对芫荽幼苗 POD具有抑制作用有关； 当 Pb2+浓度大于 7.5 mg/L， POD呈上升趋势， 可能与
高浓度铅激活了植物的防御机制有关。
Pb2+处理芫荽种子， 其幼苗叶片总抗氧化能力高于对照的， 与铅离子激活了植物的防御机制有关， 总
抗氧化能力表现为先上升后下降的趋势（图 4）， Pb2+为 7.5 mg/L 时， 过氧化物酶活力最高， 当 Pb2+浓度大
于 7.5 mg/L， 总抗氧化能力下降， 说明高浓度 Pb2+对芫荽幼苗总抗氧化力有一定抑制作用。
3 讨论
铅是一种对植物有积累性危害的重金属， 过量的铅进入植物体内， 会破坏生物膜的结构， 造成叶绿
体、 线粒体及细胞核等重要器官的损伤， 从而影响光合作用、 呼吸作用以及碳水化合物代谢等过程， 最
终导致植物生长减缓甚至死亡[13]。 叶绿素是植物进行光合作用的关键物质， 植物叶片叶绿素和可溶性蛋白
质含量的变化反映了植物生长的状态和新陈代谢的水平。 本研究结果表明， 低浓度（0～5 mg/L）下芫荽叶片
叶绿素含量有升高的趋势， 可溶性蛋白含量明显升高； 当浓度高于 5 mg/L 时， 二者含量迅速降低， 这与
前人的研究结果一致[14-15]。 高铅胁迫可能使得芫荽叶片叶绿素降解， 光合作用减弱， 进而影响碳水化合物
的代谢和运输， 使蛋白质合成受阻， 干扰植物正常的生长和代谢。 本研究结果发现高铅胁迫下的芫荽种
子萌发率低， 幼苗生长受抑制， 叶片较小， 还原糖、 总糖含量与对照相比都降低。
许多研究结果表明， 重金属胁迫会直接或间接地引起活性氧代谢失调， 造成细胞内活性氧的增加，
质膜过氧化。 SOD和 POD是细胞清除活性氧的抗氧化酶系统， 细胞内活性氧含量增加会诱导 SOD及 POD
活力增加以清除过多的活性氧。 不同的植物种类， 其体内的 SOD 和 POD 活性在重金属胁迫下变化有所不
同。 金琎对小麦铅胁迫的研究结果发现， 随着铅胁迫的增加， 小麦的 SOD 活性先升后降， 而 POD 活性则
一直呈上升趋势[16]。 韩露的研究结果表明， 随着铅浓度的增加， 香根草叶片 SOD 活性先上升后下降， 但
仍高于对照， 而 POD 活性虽也是先上升后下降， 但在高浓度铅处理下， POD 活性却低于对照[17]。 曹莹的
研究结果表明， 在低铅胁迫下玉米叶片的 SOD、 POD 活性均高于对照， 随着铅浓度的增加， SOD、 POD
活性依次下降[18]。 何冰等的研究结果表明， 在低铅处理下杨梅的 SOD 和 POD 活性均极显著地增加， 高铅
胁迫下， 杨梅叶片细胞的 SOD 及 POD 活性均随着铅处理时间的延长和处理浓度的增加而不断下降 [5]。 本
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研究中发现， 随着铅浓度的增加， 芫荽叶片细胞 SOD 活性先升高后降低， 而POD 则先下降后上升。 但总
抗氧化能力均高于对照。 这表明不同植物对铅胁迫的抗性有所差异。
综上所述， 在低铅胁迫下， 芫荽叶片叶绿素含量变化不明显， 可溶性蛋白含量明显增加， 有效调节
植株的新陈代谢， 并诱导抗氧化酶活性增加来清除植株体内过量的活性氧， 降低膜脂过氧化作用， 使植
株生长基本正常。 然而， 在高铅胁迫下， 芫荽各项生理活动均受到不同程度的影响， 植株生长受到抑制，
叶片变小。
参 考 文 献
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Effects of Pb2+ Stress on Seed Germination
and Seedling Growth of Coriadrum Sativum
Chen Maoquan1， 2, Chen Binghong1, Liu shuxin1, Ying Junhui1, Wang Dongming1
1 School of Environmental Engineering, Lishui Vocational & Technical College, Zhejiang 32300
2 Institute of Agroecology and Ecoengineering, Zhejiang University, Zhejiang 310000, China
Abstract Mainly research the impact of different concentrations of lead stress on Raphanus sativus seed
germination， seedling growth， leaf chlorophyll content， soluble protein content， reducing sugar content，
total sugar content， superoxide dismutas （SOD） activity， peroxidase （POD） activity and total antioxidant
capacity （T-AOC） in this paper. Preliminary discuss the poisoning mechanism of lead stress to Raphanus
sativus. These will provide some basis for prevent the poison of heavy mental to crops， improve the safety
of plant grows on the contaminated soil and evaluate the pollution of heavy metal in the environmental
monitoring.
Key words Pb; Raphanus sativus; Germination rate; Chlorophyll; Total antioxidant capacity
责任编辑： 郑定华
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