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铅处理对含羞草种子萌发及幼苗生长的影响



全 文 :第 11 期
第 48 卷第 11期
2009 年 11月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 48 No.11
Nov.,2009
收稿日期:2009-04-20
基金项目:广东省科技计划项目(2008B080701018)
作者简介:唐为萍(1964-),女,广西兴安人,高级实验师,(电话)0768-3824916(电子信箱)css1030@hstc.edu.cn。
含羞草 (Mimosa pudica L.) 原产美洲热带地
区,我国热带和亚热带地区有栽培或逸生,为常见
的观赏植物,并具有一定的药用价值[1],近年来的研
究表明,含羞草碱处理体外培养的多种人类肿瘤细
胞后,能明显抑制细胞的生长,通过采用 MTT 比色
法测定细胞活性、 荧光显微镜、 流式细胞仪技术、
DNA 凝胶电泳和 Western blot 等技术,都证明了含
羞草碱对人类肿瘤细胞的生长具有抑制作用,并且
证明这种抑制是通过诱导细胞凋亡和促进细胞坏
死而实现的,以诱导细胞凋亡作用为主;同时发现
体外培养多种人类肿瘤细胞的凋亡发生率随着药
物浓度的增大、作用时间延长而增高[2]。
种子萌发是植物生长的开始,也是植物对外界
环境的敏感时期,在这段时间内,铅对植株的影响
主要是通过生理生化过程来实现[3]。 本文以潮州本
地野外生长的含羞草为材料,研究重金属铅对其种
子萌发和幼苗生长的影响,同时力求探讨重金属铅
对其的毒害效应,并为环境监测中重金属污染的评
价提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 种子萌发试验
含羞草种子采自韩山师范学院东丽湖校区,选
取发育良好、成熟饱满的种子备用。 试验前将含羞
草种子用 0.1%HgCl2消毒 10 min, 擦干后用清水浸
种 5 h,然后捞出置于温水中催芽 48 h,这时含羞草
种子刚刚萌动,备用;取 5 套洁净的培养皿,分别编
号为 1、2、3、4、5, 向 1~4 号皿中依次加入浓度为
200、400、600、800 mg·L-1的醋酸铅[Pb(CH3COO)2·
3H2O]溶液各 5 mL,向 5 号皿中加入 5mL 去离子水
作为对照;给每皿放入两张洁净滤纸,挑选 125 粒
饱满、大小一致的备用种子,每皿放 25 粒,加盖,然
后放入 20℃、光照时间为 11 h的智能光照培养箱中
培养;重复 3次。
铅处理对含羞草种子萌发及幼苗生长的影响
唐为萍,陈树思,陈 琳
(韩山师范学院生物系,广东 潮州 521041)
摘要:采用不同浓度的醋酸铅[Pb(CH3COO)2·3H2O]溶液对含羞草种子进行萌发处理,结果表明,不同浓
度铅对含羞草种子萌发和幼苗生长均存在着抑制作用,且抑制程度随着浓度的提高而增加;铅胁迫对含
羞草幼根生长具有显著的抑制效应,根长的变化可作为植物受重金属毒性影响的一个重要指标;幼苗的
生长状况比种子萌发更能体现铅毒性的危害程度。
关键词:铅胁迫;含羞草;种子萌发;幼苗生长
中图分类号:O614.43+3;Q945.78;S682.36 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2009)11-2777-03
Effect of Pb Treatment on the Seed Germination and Seedling Growth of Mimosa pudica
TANG Wei-ping,CHEN Shu-si,CHEN Lin
(Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041,Guangdong, China)
Abstract: The seeds of Mimosa pudica are treated with different concentrations of Pb (CH3COO)2·3H2O. The results showed
that the germination and seedling growth of Mimosa pudica were restrained and the restrained effect increased with the in-
crease of Pb concentration. Pb restrained root grew remarkably and the root growth was the most sensitive to the Pb stress.
The seedling growth was greatly affected by the Pb stress than the germination.
Key words: leader stress; Mimosa pudica L; seed germination; seedling growth
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2009.11.016
湖 北 农 业 科 学 2009 年
1.2 测试指标和方法
每天观察生长情况, 并按以下公式计算发芽
率、发芽势。 发芽势(%)=(第三天正常发芽的种子
数÷供试种子数)×100%;发芽率(%)=(第七天正常
发芽的种子数÷供试种子数)×100%。 第七天测量幼
苗的根长、芽长、全株鲜重。 测量的数据采用 t 检验
法,将不同浓度组测得的数据分别与对照组进行差
异显著性检验,P<0.05 为显著性差异标准,P<0.01
为极显著性差异标准,结果以“平均值±标准差”的
形式表示,测量后的全株鲜重以平均值表示。
2 结果与分析
2.1 铅对含羞草种子萌发的影响
种子发芽率是种子萌发的一个重要参数,本试
验中对照的含羞草种子发芽率为 97.3%(表1),试验
结果的可靠性较强[4]。从表 1可知,当铅浓度为 200
mg·L-1时,发芽势、发芽率与对照接近;随着铅浓度
的升高, 含羞草种子的发芽势和发芽率逐渐减小
(图 1、图 2、图 3、图 4、图 5)。
2.2 铅对含羞草幼苗生长的影响
由表 2 可知,不同浓度的铅对含羞草种子萌发
过程中芽的生长都有不同程度的抑制作用 (图 6)。
与对照组相比,浓度在 400 mg·L-1时的铅对含羞草
芽的生长抑制已达到显著水平,且随着铅浓度的继
续增大,芽长逐渐减小,抑制效果越来越显著。 而且
不同浓度的铅对含羞草种子在萌发过程中根的生
长都有不同程度的抑制作用(图 7)。与对照组相比,
浓度在 200 mg·L-1 时的铅对含羞草根的生长抑制
图 5 800 mg·L-1铅对含羞草种子萌发的影响
表 1 铅对含羞草种子发芽势、发芽率的影响表
发芽势/%
36.0±4.3
35.7±3.9
17.3±3.7
10.6±0.6
6.7±0.3
发芽率/%
97.3±4.5
93.3±4.1
84.0±3.9
69.7±3.6
64.0±2.7
铅浓度/mg·L-1
CK
200
400
600
800
图 1 对照对含羞草种子萌发的影响
图 2 200 mg·L-1铅对含羞草种子萌发的影响
图 3 400 mg·L-1铅对含羞草种子萌发的影响
图 4 600 mg·L-1铅对含羞草种子萌发的影响
表 2 铅对含羞草芽长和根长的影响
铅浓度/mg·L-1
CK
200
400
600
800
芽长/mm
6.25±2.55
5.32±1.87
4.95±1.99*
4.57±1.89*
4.39±1.43*
根长/mm
17.26±4.92
10.22±3.58**
6.50±3.94**
4.14±3.01**
3.22±1.59**
注:* 表示与对照比较有显著差异,P<0.05;** 表示与对照有极
显著差异,P<0.01。
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第 11 期
作用已达到了极显著水平,且随着铅浓度的持续增
大,根长逐渐缩短,抑制效果越来越显著。
2.3 铅对幼苗全株鲜重的影响
不同浓度的铅对含羞草幼苗全株鲜重的影响
结果见表 3。由表 3可以看出,铅处理使含羞草幼苗
全株鲜重的下降趋势较明显。 其中铅浓度在 600
mg·L-1和 800 mg·L-1时下降的趋势较大,在这两个
浓度时的鲜重分别比对照组下降了 30.47%和
33.05%,说明随着铅浓度的增大对幼苗全株鲜重的
抑制作用在增强。
3 讨论
种子萌发及幼苗生长是植物生命进程的起点,
是作物对外部环境适应的开始,这一时期既是作物
对外界环境的敏感时期,也是植物最早接受重金属
胁迫的阶段,了解铅处理对种子萌发及幼苗生长的
影响是认识重金属伤害机理的较好途径。
铅处理对含羞草种子萌发的影响在发芽率与
发芽势两个方面均有反映。 当铅浓度为 200 mg·L-1
时,发芽势、发芽率略低于对照组,随着铅浓度的不
断增大,发芽势、发芽率呈逐渐下降趋势,表明高浓
度的铅可延缓或抑制含羞草种子的萌发。
铅处理对含羞草幼苗生长的影响,可从幼苗芽
长、根长及全株鲜重上反映出来,不同浓度的铅处
理对含羞草幼苗芽长、根长及全株鲜重有不同程度
的抑制作用。 与对照组相比,浓度在 400 mg·L-1时,
铅对含羞草芽的生长抑制达到显著水平,而浓度在
200 mg·L-1时的铅对含羞草根的生长抑制已达到极
显著水平,随铅浓度增大,芽长、根长逐渐减小,抑
制效果越来越显著。 试验结果表明,当铅浓度为 0、
200、400 mg·L-1 时 , 含羞草的芽长分别为 6.25、
5.32、4.95 mm, 芽长差分别是 0.93 mm 与 0.37 mm;
根长分别是 17.26、10.22、6.50 mm, 根长差分别是
7.04、3.72 mm。这说明随着铅浓度的升高,根长下降
趋势明显,而芽长的下降趋势较平缓。 因此,随着铅
浓度的增大,对根长的抑制作用比芽长更明显。
铅处理对含羞草种子萌发和幼苗生长的影响
表明,铅胁迫下幼苗的生长状况比种子萌发更能体
现铅的危害程度。 其中铅胁迫对幼苗根生长的影响
最为显著,这是因为植物生长过程中总是根部最先
接触到重金属, 根细胞壁中存在大量交换位点,能
将重金属离子固定在这些位点上,从而阻止重金属
离子进一步向地上部分转移[5,6]。 因此,根是植物体
中最重要的络合重金属的部位,也是最易受重金属
毒性影响的部位。
综上所述,铅处理对含羞草种子萌发以及幼苗
的生长均具有抑制作用:随着铅浓度的升高,抑制
作用更加显著;重金属铅对根的生长抑制比芽更明
显;幼苗的生长状况比种子萌发更能体现铅危害的
程度。
参考文献:
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20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0


/m
m
0 200 400 600 800
浓度/mg·L-1
(责任编辑 王 珞)
表 3 不同浓度的醋酸铅对含羞草幼苗全株鲜重的影响
铅浓度/mg·L-1
CK
200
400
600
800
全株鲜重/mg
25.14
20.81
20.61
17.48
16.83
较 CK 减少的幅度/%
17.22
18.02
30.47
33.05
图 6 铅对幼苗芽长、根长影响的比较
根长
芽长
图 7 不同浓度的铅对含羞草根、芽生长的影响
唐为萍等:铅处理对含羞草种子萌发及幼苗生长的影响 2779