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表 1　不同时间授粉的结实率
品种 不同时间授粉的结实率 (%)开花前 2 h 4 h 8 h 24 h 32 h
掌宝剑 0 54.8 84.2 74.3 68.9 0
金宝剑 0 14.3 31.1 31.7 22.2 0
不同品种的结实率有较大差异 。
3　小结与讨论
莺哥凤梨的花粉生活力能保持 1 d多 , 因此开
花后 1 d内做杂交都有较高的结实率。但温度对花
粉生活力的影响较大 , 本试验季节是早春 , 且在大
棚中进行 , 温度一般在 15 ～ 20℃, 估计在高温季
节花粉丧失生活力还要快 。
供试两种莺哥凤梨的花粉生活力差异较小 , 而
杂交结实率相差较大 。说明莺哥凤梨属不同种类间
花粉生活力差异较小 , 而杂交结实率还与柱头的因
素有关 , 不同亲本之间受精亲和力不同 , 因此种类
间结实率差异较大 , 当然也不排除个别品种或在特
殊条件下出现结实率特低的情况 。
本试验对凤梨花粉生活力的测定和杂交试验都
是用现采的花粉 , 对于冷藏后的莺哥凤梨花粉其生
活力能保持多长时间尚待以后研究 , 另外柱头能保
持多长的生活力也有待进一步研究。
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重金属镉对铁冬青幼苗的毒害效应
胡仲义1 , 章建红2
(1.浙江宁波城市职业技术学院 环境学院, 浙江 宁波　315502;2.宁波市农业科学研究院 , 浙江宁波　315040)
　　摘　要:以不同浓度的镉处理铁冬青幼苗 , 研究镉对铁冬青幼苗的生理生化效应。结果表明 , 低浓度的镉
对铁冬青幼苗株高生长有促进作用 , 随着镉浓度的增加 , 幼苗株高生长明显受到抑制;幼苗叶片生物量 、 新根
生物量 、 单株生物量均呈抑制作用;而且对根系的影响均高于对地上部分的影响;叶片叶绿素含量下降 , 叶绿
素 a b 升高 , 细胞膜透性增加 , SOD、 POD活性下降。表明高浓度镉胁迫导致植物体内保护酶活性受到抑制 , 膜
系统受到伤害 , 从而影响铁冬青幼苗的生长。
关键词:镉;胁迫;铁冬青;酶;生长
中图分类号:S792.99　　　文献标识码:B　　　文章编号:0528-9017(2008)03-0306-04
　　由于工业 “三废” 、 机动车尾气的排放以及工
业的迅猛发展 , 使重金属镉的污染问题日益严
重[ 1] 。据报道 , 我国遭受镉污染的农田有12 000
hm
2 , 如沈阳一严重污染区土壤含镉量达 5 ～ 7
mg kg[ 2] 。镉污染不但对植物生长造成影响 , 而且
通过食物链危害人类健康。20世纪 60年代发生在
日本的第 2公害病———痛痛病 , 就是因为人们食用
了含有大量镉的 “镉米” 所致[ 3] 。
有资料表明 , 城市土壤中重金属镉的含量有不
同程度的积累[ 4] , 这些污染物可通过水体污染等途
径给城市居民健康造成威胁 , 并可能日益成为城市
绿化树种正常生长的限制性因素 。在城市生态系统
中 , 植物作为生物亚系统的缔造者对系统自身的发
展乃至整个城市环境的改善起着不可估量的作
收稿日期:2007-11-16
基金项目:宁波市科技局 “优良乡土树种资源生态利用技术研究” 资助;冬青属植物资源的收集 、 保存与配套技术研究 (2006C100003)
作者简介:胡仲义 (1967-), 男 , 河南信阳人 , 高级讲师 , 主要从事植物生理生态教学与研究工作。
306　 　　2008年第 3期
DOI :10.16178/j.issn.0528-9017.2008.03.002
用[ 5] 。因此 , 研究绿化树种对重金属的胁迫反应 ,
筛选对重金属有较强抗性的树种显得尤为重要。
关于镉对植物形态 、 生理生化功能的影响 , 国
内外有不少研究 , 但研究主要以小麦 、 大豆 、花生
等农作物为主 , 对阔叶木本植物的研究也有少量的
报道 , 而以冬青属植物为对象进行镉污染研究的报
道较少。冬青属植物中铁冬青为浙江省珍贵野生树
种 , 其特点是适应性强 、 树型优美 、 观赏价值高 ,
具有绿化价值。本研究以铁冬青植物 1年生幼苗为
研究对象 , 通过实验方法 , 研究其在不同浓度土壤
镉污染胁迫下的幼苗生长和叶绿素含量 、细胞膜透
性及抗氧化酶活性的影响 , 以探讨镉对木本植物的
影响 , 为铁冬青的推广应用提供参考理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料与处理
采用宁波市农业科学研究院苗圃的铁冬青 1年
生播种容器苗为实验材料 。实验用盆为塑料花盆 ,
盆高 25 cm , 上口直径 30 cm , 盆底口径 23 cm , 盆
栽土壤选用 “金元素” 牌全元素营养土 , pH 值5.5
～ 6.5 , 偏酸性 , 土壤含镉为 0 , 有机质含量 (氮 、
磷 、 钾) ≥40%, 水分含量≤47%。2007年3月26
日移苗入盆 , 先除去原土 , 并用水将幼苗根系冲洗
干净 。每盆装土 1.5 kg并种植 1株苗木 , 盆下垫托
盘 , 移植后进行常规管理 , 于 5月 28日苗木恢复
生长后进行镉胁迫处理。
镉处理浓度为 0 (CK), 10 , 50 , 100 , 200
mg L , 重复 3次。将 CdCl2 试剂配制成相应浓度的
溶液 , 每株均匀浇灌 250 ml , 为了减少误差 , 将渗
到盆底的溶液倒回盆中。所有的处理全部在全光照
温室中 , 且每次浇等量的水进行养护。对幼苗进行
不同浓度的镉胁迫处理 , 处理 30 d后分别测定各
项生理指标 , 60 d后测定幼苗生长量。
1.2　测定方法
1.2.1　植株生长量
测定处理前与处理 60 d后幼苗的高度变化 、
单株叶片生物量 (干重)、新根生物量 (干重)和
幼苗单株生物量 (鲜重 、 干重)来表示植株生长
量 。
1.2.2　叶绿素含量
采用分光光度计法 , 以 80%丙酮研磨测定 ,
用 Arnon法计算叶绿素含量[ 6] 。
1.2.3　幼苗叶片细胞膜透性
用电导法将幼苗叶片试样先用自来水冲洗 , 再
用蒸馏水冲洗干净 , 用吸水纸擦干。然后用打孔器
将叶片打成直径 0.6 cm左右的圆片 , 每份称取 0.5
g , 放入 50 ml的小烧杯中 , 加 20 ml蒸馏水 , 用保
鲜膜密封好 , 置于 25℃室温 , 震荡 。用电导率仪
测定其电导值 , 并计算相对电导率[ 6] 。
1.2.4　SOD (超氧化物歧化酶)活性
取样品 0.5 g置预冷的研钵中 , 加 5 ml 、 pH值
7.8磷酸缓冲液 , 研磨成浆匀 , 低温离心(10 000
r min)20min , 上清液为酶提取液 , 取 0.05 ml采用
氮蓝四唑法 (NBT)测定 SOD活性[ 6] 。
1.2.5　POD (过氧化物酶)活性
用愈伤木酚氧化法[ 6] , 以 470 nm 波长下每
1 min每1 g材料的光密度变化表示酶活性大小 。
2　结果与分析
2.1　不同浓度镉处理对铁冬青苗高生长和新根生
物量累积的影响
由表1可以看出 , 低浓度镉对株高和新根生物
量表现出不同的结果 。在 10 mg L的浓度时 , 镉处
理对铁冬青幼苗株高有促进作用 , 促进率为对照的
7.45%, 但对新根生物量有抑制作用 , 抑制率为对
照的 13.92%;高浓度镉处理 , 对铁冬青幼苗株高
　　
表 1　镉胁迫对铁冬青株高生长和新根生物量累积的影响
镉浓度
(mg L)
株高 新根生长量
处理 (cm) 处理 CK (%) 处理 (cm) 处理 CK (%)
0 43.21 (2.15) 100　 4.67 (1.32) 100　
10 46.43 (3.29) 107.45 4.02 (2.12) 86.08＊
50 38.32 (1.23) 88.68 3.15 (1.91) 67.45＊
100 35.48 (4.61) 82.11 2.92 (2.17) 62.53＊
200 30.27 (3.35) 70.05 2.12 (2.21) 45.40＊
　　注:括号内为校准误差 (下同);＊P<0.05。
胡仲义 , 等:重金属镉对铁冬青幼苗的毒害效应 307　
和新根生物量均呈抑制作用 , 新根生物量随着浓度
的增加明显减少 , 如 100 mg L时抑制率为对照的
37.47%, 200 mg L时为对照的 54.60%。统计分析
反映 4种浓度的新根生物量与对照比较有显著性差
异 (P<0.05)。低浓度 (10 mg L)的镉处理对株
高和新根产生不同的结果 , 可能的原因是重金属胁
迫对根系的危害早于地上部分的结果。
2.2　不同浓度镉处理对铁冬青幼苗叶片生物量和
单株生物量累积的影响
表2结果表明 , 不同镉浓度处理对铁冬青幼苗
叶片生物量和单株生物量均表现为抑制作用 , 但低
浓度的抑制作用不明显 , 如 10 mg L时 , 铁冬青幼
苗单株叶片生物量 、单株干重 、鲜重与对照相比 ,
抑制率分别为 2.39%, 4.58%和 3.12%, 可是随着
镉处理浓度的增加 , 抑制作用愈明显。
2.3　不同浓度镉处理对铁冬青幼苗叶绿素含量和
叶绿素 a b的影响
表 3 显示 , 镉在 10 mg L和 100 mg/L浓度下 ,
对铁冬青幼苗的叶绿素含量的影响与对照相比差异
不显著 , 但在 50 mg L浓度和 200 mg L下 , 叶绿素
含量下降与对照相比分别下降 26.82%和 45.81%。
不同镉浓度对叶绿素 a b的影响与对照相比 , 除 10
mg L浓度下降外 (9.67%), 其余浓度下叶绿素 a b
与对照相比呈正相关 , 这表明随着镉浓度的增加 ,
镉处理对铁冬青幼苗的叶绿素 b影响较大 。
2.4　不同浓度镉处理对铁冬青幼苗细胞膜透性的
影响
从表4可知 , 铁冬青幼苗用镉处理后 , 表现为
随着浓度的增加 , 相对电导率值也上升 , 且高浓度
镉影响细胞膜透性较大 , 在 200 mg L时 , 细胞膜透
性是对照的 182.41%, 说明镉处理超过一定浓度
后 , 细胞膜迅速遭到破坏。
表 2　镉胁迫对铁冬青幼苗叶片生物量和单株生物量累积的影响
镉浓度
(mg L)
单株叶片生物量 单株干重 单株鲜重
处理 (g) 处理 CK (%) 处理 (g) 处理 CK (%) 处理 (g) 处理 CK (%)
0 3.35 (1.28) 100　 21.41 (3.89) 100　 144.64 (4.17) 100　
10 3.27 (1.79) 97.61 20.45 (2.61) 95.42 140.28 (2.97) 96.98
50 2.87 (1.98) 85.67 18.23 (1.67) 85.15 121.11 (2.19) 83.72
100 2.21 (2.32) 65.97 17.19 (2.48) 80.29 114.25 (2.13) 78.99
200 1.74 (1.65) 51.94 12.22 (4.61) 57.08 91.51 (2.21) 63.33
　　注:生物量为 60 d后的单株生物量减去处理前的植株生物量。
表 3　镉胁迫对铁冬青幼苗叶片叶绿素含量和叶绿素 a b的影响
镉浓度
(mg L)
叶片叶绿素含量 叶绿素 a b
处理 (mg g) 处理 CK (%) 处理 (a b) 处理 CK (%)
0 2.12 (2.05) 100　 1.24 (3.67) 100　
10 1.87 (2.89) 88.21 1.12 (2.08) 90.34
50 1.76 (2.76) 83.02 1.32 (3.06) 106.45
100 1.88 (2.51) 88.67 1.47 (2.13) 118.55
200 1.17 (4.30) 55.19 1.67 (2.68) 134.68
表 4　镉胁迫对铁冬青幼苗细胞膜透性 (相对电导率)、 SOD和 POD活性的影响
镉浓度
(mg L)
相对电导率 SOD含量 POD 含量
处理 (%) 处理 CK (%) 处理 (U g) 处理 CK (%) 处理 [ μg (g·min)] 处理 CK (%)
0 14.67 100　 212.78 (4.23) 100　 21.86(1.56) 100　
10 15.57 106.13 231.09 (3.57) 108.61 25.45(2.34) 116.42
50 18.35 125.08 191.15 (2.51) 89.83 22.56(2.17) 103.20
100 18.38 125.29 190.23 (3.14) 89.40 17.64(2.89) 80.69
200 26.76 182.41 176.64 (2.16) 83.01 15.12(3.56) 69.17
308　 　　2008年第 3期
2.5　不同浓度镉处理对铁冬青幼苗 SOD 和 POD
活性的影响
从表 4可以看出 , 铁冬青幼苗经不同浓度镉处
理后 , 除 10 mg L浓度 SOD 含量与对照相比升高
外 , 其余镉浓度胁迫 SOD含量均比对照有所下降 ,
但升高和下降的幅度均较小。但 POD含量在镉处
理浓度为 10 mg L以下含量明显增加 , 酶活性比对
照上升了 16.42%, 可是随着镉处理浓度的增加 ,
POD含量呈下降趋势 , 即镉在 50 mg L浓度时只比
对照上升了 3.20%, 在 100 mg L和 200 mg L时则比
对照下降了19.31%和 31.83%。
3　小结和讨论
实验结果显示 , 重金属镉胁迫低浓度 (10
mg L)刺激铁冬青幼苗株高的增加。对铁冬青幼苗
单株叶片生物量和地上部分鲜重 、 干重有抑制作
用 , 但抑制作用不明显 , 随着镉浓度的继续增加 ,
单株幼苗生长量下降 。低浓度镉对植物生长的影响
不明显 , 可能是植物对镉的危害具有一定的耐性 ,
随着镉浓度的继续增加 , 植物生长受到的危害加
大 , 导致植株矮小 , 叶片失绿 , 植株鲜重 、 干重下
降较快 , 同时 , 抗氧化酶活性下降 。但是低浓度的
镉胁迫对根系的生长却表现出明显的抑制作用 , 而
且随着镉浓度的增加 , 对根系的抑制作用均大于对
株高和生长量的影响 , 表明植株根系受害先于地上
部分 。
植物体内叶绿素含量的高低与光合作用水平的
强弱密切相关。重金属毒害引起植株失绿 , 叶绿素
含量下降 , 可能是重金属离子被植物吸收后 , 进入
细胞内作用于叶绿素合成的几种酶 (叶绿素脂还原
酶 , 胆色素原脱氨酶等)的活性 , 影响了叶绿素的
合成 。
活性氧是植物机体代谢过程中产生的重要自由
基 , 在植物体内具有强的毒害作用。在正常情况
下 , 植物体内活性氧的产生和清除处于动态平衡状
态 , 但在重金属胁迫等逆境条件下植物体内活性氧
自由基产生的速度超过了植物清除自由基的能力 ,
就会引起伤害 。植物体内清除自由基主要由 SOD 、
POD 、 CAT 等酶系统和抗氧化物质来完成 。本实验
中SOD和 POD活性先升高后降低 , 表明植物对镉
处理具有一定的保护能力 , 在一定程度上能抵御镉
危害 , 但随着土壤中镉浓度的增大 , 强度胁迫产生
的活性氧超过植物自身的清除能力 , 酶系统受到破
坏 , SOD和 POD 活性迅速降低 。本实验研究结果
表明 , 我们认为镉胁迫使活性氧在植物体内积累增
加 , 引起膜结构受到损伤 , 细胞膜透性增大 , 细胞
代谢失调 , 最终导致植物中毒死亡。
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