全 文 ：铅胁迫对红花檵木生理特性的影响
王妙媛，李 达，于晓英 (湖南农业大学园艺园林学院，湖南长沙 410128)
摘要 ［目的］研究铅胁迫对红花檵木生理特性的影响。［方法］以红花檵木为材料，采用水培方法，对不同 Pb2 +浓度(0、100、500、1 000、1 500
mg /L)和处理时间(8、16 d)胁迫下植物的叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、相对电导率以及可溶性糖含量的变化进行了
研究。［结果］在 Pb2 +胁迫下，随 Pb2 +处理浓度的增加红花檵木叶片中的 SOD活性先增加后降低;MDA含量和相对电导率在 Pb2 +胁迫下有
不同程度的增加;可溶性糖含量在 Pb2 +胁迫下出现上升，其可能是使红花檵木提高诱导胁迫抗性的调节物质之一。［结论］初步揭示了不同
浓度 Pb2 +对红花檵木生理生化代谢的影响，为进一步探讨 Pb2 +胁迫下红花檵木生理特性与 Pb2 +耐性能力的相关关系奠定了基础。
关键词 红花檵木;铅胁迫;生理特性
中图分类号 Q945． 79 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2011)15 －08938 －02
Effects of Pb Stress on Physiological Characteristics of Loropetalum chinense var． rubrum
WANG Miao-yuan et al (College of Horticulture and Landscape，Hunan Agriculture University，Changsha，Hunan 410128)
Abstract ［Objective］To study the effects of Pb on the physiological characteristics in indices of Loropetalum chinense var． rubrum． ［Meth-
od］Taking Loropetalum chinense var． rubrum as material，the changes in the activity of SOD，the contents of MDA，the relative conductivity
and the contents of soluble sugar of Loropetalum chinense var． rubrum leaves were studied through different Pb2 + concentration levels and differ-
ent treatment times by water culture． ［Result］The results showed that the activity of SOD in the leaves of Loropetalum chinense var． rubrum in-
creased and then slowly dropped as Pb2 + concentrations were continually raised． The contents of MDA and relative conductivity in the leaves of
Loropetalum chinense var． rubrum were increased as the Pb2 + concentrations were raised． The contents of soluble sugars significantly increased
in the leaves of Loropetalum chinense var． rubrum under Pb2 + treatments;this showed that soluble sugars were one of the more important materi-
als when testing for the tolerance of Loropetalum chinense var． rubrum． ［Conclusion］The preliminarily study revealed the effects of different Pb
stress on the physiological characteristics in indices of Loropetalum chinense var． rubrum． The results provided basis for further studying the cor-
relativity between the physiological characteristics in indices of Loropetalum chinense var． rubrum with Pb2 + stress and its endurance to Pb2 + ．
Key words Loropetalum chinense var． rubrum;Pb stress;Physiological characteristics
基金项目 湖南省高等学校科学研究重点项目(10A057) ;湖南省教育
厅省高等学校产业化培育项目(07CY001) ;湖南省自然基金
项目(04JJ3024)。
作者简介 王妙媛(1986 －) ，女，山西临汾人，硕士研究生，研究方向:
观赏植物逆境生理，E-mail:miao_wonder@ 163． com。
收稿日期 2011-03-02
铅是土壤中最普遍的重金属污染物之一。土壤铅污染
主要来源于与铅相关的工业生产和机动车尾气排放［1］。土
壤中铅含量较高，常造成土壤和植物铅污染，城市土壤铅污
染也使城市园林植物的生境不可避免地遭到了破坏［2］。红
花檵木(Loropetalum chinense var． rubrum Yieh)为金缕梅科
(Hamamelidaceae)檵木属檵木的变种，常绿灌木或小乔木，
由于其叶型小巧、叶色与众不同，具有极大的观赏价值和经
济价值，在园林造景中应用广泛［3］。笔者以彩叶植物红花檵
木为材料，研究不同浓度及不同时间铅胁迫对其叶片 SOD、
电导率、MDA和可溶性糖等物质的影响，为了解铅对植物的
毒害效应以及植物对铅的抗性机理提供试验依据，并为进一
步研究红花檵木对铅污染的耐受性及在城市生态修复方面
的作用提供理论支持。
1 材料与方法
1． 1 材料 试材为红花檵木“双面红”类型的 3 年生扦插
苗。Pb(NO3)2 为分析纯，配制溶液全部采用去离子水。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 试验设计。试验在湖南农业大学园艺园林花卉基地
温室内进行。试验共设 5 个处理，Pb2 +质量浓度分别为 0
(对照)、100、500、1 000、1 500 mg /L，选择生长整齐一致的红
花檵木 3年生扦插苗，于 10月 20日水培于园艺园林花卉基
地温室内，开始驯化缓苗，每 4 d叶面喷施 1次营养液，于 11
月 10日开始进行试验处理。试验培养条件采用自然光照。
1． 2． 2 指标测定。分别在处理 8 和 16 d 进行各种指标测
定。MDA含量、SOD活性的测定分别采用硫代巴比妥酸法
和 NBT光化还原法［4］，细胞膜相对透性采用电导仪法［5］测
定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定［6］。
2 结果与分析
2． 1 Pb2 +对红花檵木叶片 SOD活性的影响 由表1可知，
Pb2 +处理 8 d后，叶片 SOD活性随着 Pb2 +处理浓度的增大，
先下降再显著上升后逐渐下降;Pb2 +处理 16 d 后，低浓度
Pb2 +(100、500 mg /L)胁迫下的 SOD活性仍能维持在一个较
高的水平，当 Pb2 +浓度为 1 000 和 1 500 mg /L时，SOD 活性
分别为对照的 86． 93%和 79． 81%。由此可知，Pb2 +在一定程
度上增强了红花檵木的 SOD活性，但随着 Pb2 +处理浓度的
增大和处理时间的延长，反而对 SOD活性起抑制作用。
表 1 Pb2 +对红花檵木叶片 SOD活性的影响
Table 1 Effects of Pb2 + on SOD activity in leaves of Loropetalum
chinense var． rubrum U/g(FW)
Pb2 +浓度∥mg /L
Pb2 + content
处理时间 Treatment time / /d
8 16
0 167． 78 ±2． 79 163． 88 ±2． 21
100 120． 97 ±3． 94 163． 21 ±1． 17
500 185． 71 ±2． 22 165． 22 ±3． 11
1 000 181． 16 ±3． 14 142． 47 ±2． 98
1 500 141． 64 ±4． 96 130． 79 ±3． 45
2． 2 Pb2 +对红花檵木叶片 MDA 含量的影响 由表 2 可
知，Pb2 +处理 8 d后，红花檵木叶片 MDA含量随着处理浓度
的增大先下降后增加。当 Pb2 +浓度为 1 500 mg /L 时，MDA
含量为对照的 107． 60%。Pb2 +处理 16 d后，当 Pb2 +浓度为
100 mg /L时，MDA 含量为对照的 98． 95%;在 Pb2 + 浓度为
500 mg /L时，MDA含量开始上升，并高于对照;当 Pb2 +浓度
为 1 500 mg /L时，MDA含量为对照的 136． 15%。由此可见，
Pb2 +浓度越大，处理时间越长，对 MDA含量的影响越大。
责任编辑 郑丹丹 责任校对 况玲玲安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2011，39(15):8938 － 8939
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.15.219
表 2 Pb2 +对红花檵木叶片MDA含量的影响
Table 2 Effects of Pb2 + on MDA content in leaves of Loropetalum
chinense var． rubrum nmol /g(FW)
Pb2 +浓度∥mg /L
Pb2 + content
处理时间 Treatment time / /d
8 16
0 12． 29 ±0． 76 11． 16 ±0． 47
100 10． 74 ±0． 91 11． 04 ±0． 39
500 12． 25 ±0． 43 12． 38 ±0． 81
1 000 12． 48 ±0． 65 13． 27 ±0． 24
1 500 13． 22 ±0． 59 15． 20 ±0． 42
2． 3 Pb2 +对红花檵木叶片细胞膜透性的影响 细胞膜是
选择透过性膜，它能调节和控制细胞内外物质的运输和交
换，其透性是评定植物对污染物反应的指标之一［7］。由表 3
可知，随着 Pb2 +处理浓度的增大，红花檵木叶片相对电导率
呈上升趋势，但上升幅度很小。Pb2 +处理 8 d后，相对电导率
升幅为 2． 65% ～11． 08%;Pb2 +处理 16 d后，相对电导率升幅
也不大。
表 3 Pb2 +对红花檵木叶片相对电导率的影响
Table 3 Effects of Pb2 + on relative conductivity in leaves of Loropeta-
lum chinense var． rubrum %
Pb2 +浓度∥mg /L
Pb2 + content
处理时间 Treatment time / /d
8 16
0 18． 70 ±0． 13 21． 44 ±0． 22
100 19． 20 ±0． 31 22． 13 ±0． 61
500 19． 62 ±0． 19 22． 78 ±0． 37
1 000 20． 25 ±0． 40 23． 63 ±0． 32
1 500 20． 77 ±0． 16 25． 72 ±0． 57
2． 4 Pb2 +对红花檵木叶片可溶性糖含量的影响 可溶性
糖作为渗透调节物质来保护细胞免受伤害，维持原有的生理
过程，以适应外界环境条件的变化［8］。由表 4 可知，低 Pb2 +
(100、500 mg /L)处理明显升高了红花檵木叶片的可溶性糖
含量，高 Pb2 +(1 000、1 500 mg /L)胁迫下，可溶性糖含量随着
Pb2 +处理浓度的增大而减小。
表 4 Pb2 +对红花檵木叶片可溶性糖含量的影响
Table 4 Effects of Pb2 + on soluble sugar content in leaves of Loropeta-
lum chinense var． rubrum mg /g(FW)
Pb2 +浓度∥mg /L
Pb2 + content
处理时间 Treatment time / /d
8 16
0 139． 61 ±2． 11 150． 82 ±4． 51
100 148． 54 ±3． 13 157． 99 ±2． 78
500 150． 60 ±2． 49 160． 32 ±3． 36
1 000 140． 24 ±5． 13 148． 02 ±4． 97
1 500 128． 99 ±2． 76 123． 21 ±5． 36
3 讨论
逆境胁迫下抗氧化酶活性提高，有利于植物体内活性氧
的清除，是植物对逆境胁迫的一种适应性反应，SOD 是植物处
于逆境中最主要的一种抗氧化酶，在维持体内活性氧产生和清
除方面发挥着重要作用［9］。试验中，低浓度 Pb2 + (100、500
mg /L)使红花檵木叶片 SOD 活性增加，而高浓度 Pb2 +处理
(1 000、1 500 mg /L)使 SOD活性降低，徐学华等［10］也得出红瑞
木在 Pb2 +胁迫下 SOD活性呈先升高后降低的变化趋势。逆境
胁迫诱导活性氧积累，因而对植物造成氧化损害［11］。MDA是
膜脂过氧化的产物，其含量高低在一定程度上反映植物遭受逆
境伤害的程度［12］。试验中，红花檵木在不同浓度 Pb2 +处理下
MDA含量呈先下降后上升的变化趋势，但上升幅度不大。
Pb2 +胁迫也使红花檵木叶片的细胞膜透性有所增加，但增幅很
小。以上结果表明，Pb2 +胁迫对红花檵木未造成明显的氧化损
害，这可能与 Pb2 +诱导叶片 SOD 等抗氧化酶活性升高有关。
植物在逆境条件下通过积累可溶性糖等有机物来调节细胞渗
透压，以提高适应环境的能力［13］。文献报道，Pb2 +胁迫使大麦
幼苗根的可溶性糖含量下降［14］，却引起高羊茅叶片可溶性糖
积累［15］。该试验发现，Pb2 +处理下红花檵木叶片中可溶性糖
含量呈先上升后下降的趋势，表明低浓度 Pb2 +胁迫引起可溶
性糖的积累，即可溶性糖可能在红花檵木对铅胁迫的响应中发
挥着渗透性调节作用。
红花檵木在 Pb2 +浓度为 100、500 mg /L时，SOD 活性及
渗透性调节物可溶性糖含量升高，表现出较抗氧化能力和渗
透性调节能力。因此，低 Pb2 +胁迫对红花檵木叶片 MDA含
量和细胞膜透性无显著影响，即未造成明显的氧化损害。而
当 Pb2 +浓度为 1 000、1 500 mg /L时，SOD活性及渗透性调节
物可溶性糖含量轻微下降，MDA 含量和细胞膜透性升高，
Pb2 +对红花檵木产生抑制效应。
参考文献
［1］张从．污染土壤生物修复技术［M］．北京:中国环境科学出版社，2000:1
－22．
［2］徐旭，孙振元，潘远智，等．园林植物对重金属胁迫的响应研究现状
［J］．世界林业研究，2007，20(1):36 －41．
［3］林昌梅，黄瑞康，黄承前．红檵木栽培［M］．长沙:湖南科学技术出版社，
2001．
［4］李合生．植物生理生化试验原理和技术［M］．北京:高等教育出版社，
2000．
［5］杨鹏辉，李贵全，郭丽，等．干旱胁迫对不同抗旱大豆品种花期质膜透
性的影响［J］．干旱地区农业研究，2003，21(3):127 －130．
［6］郝建军，刘延吉．植物生理学实验技术［M］．沈阳:辽宁科学技术出版
社，2001．
［7］BROWN D J，DUPONT F M． Lipid composition of plasma membranes and
endomembranes prepared from roots of barley (Hordeum vulgarel):Effects
of salt［J］． Plant Physiol，1989，90:955 －961．
［8］张杰，梁永超，娄运生，等．镉胁迫对两个水稻品种幼苗光合参数、可溶
性糖和植株生长的影响［J］．植物营养与肥料学报，2005，11(6):774 －
780．
［9］CAKMAK I，HORST W J． Effect of aluminium on lipid peroxidation，super-
oxide dismutase，catalase and peroxidase activities in root tips of soybean
［J］． Physiol Plantarum，1991，83:463 －468．
［10］徐学华，黄大庄，王连芳，等．土壤铅、镉胁迫对红瑞木生长及生理生化
特性的影响［J］．水土保持学报，2009，23(1):213 －217．
［11］谢传俊，杨集辉，周守标，等．铅递进胁迫对假俭草和结缕草生理特性
的影响［J］．草业学报，2008，17(4):65 －70．
［12］徐勤松，施国新，杜开和．镉胁迫对水车前叶片抗氧化酶系统和亚显
微结构的影响［J］．农村生态环境，2001，17(2):30 －34．
［13］刘家尧，衣艳君，张其德．盐胁迫对不同植物盐性小麦叶片荧光诱导
动力学的影响［J］．植物学通报，1998，15(20):46 －49．
［14］张义贤，张丽萍．重金属对大麦幼苗膜脂过氧化及脯氨酸和可溶性糖
含量的影响［J］．农业环境科学学报，2006，25(4):857 －860．
［15］孙小霞．高羊茅对铅递进胁迫的生理响应［J］．河南科技大学学报，
2006，27(6):75 －78．
［16］李自阳，梅海军，苏金乐． LaCl3 对铅胁迫下香樟叶片生理指标的影响
［J］．江西农业学报，2011(1):42 －44，48．
［17］杨生龙，康建宏，吴宏亮．铅胁迫对小麦生长发育的影响［J］．安徽农
业科学，2010，38(36):20576 －20578．
［18］陈海生，魏跃伟，刘天宝，等．不同基质栽培对樱桃番茄生长和生理特
性的影响［J］．江西农业学报，2010(11):21 －22，25．
［19］蔡建秀，王慧云，王春风．铅胁迫对桐花树幼苗根叶蛋白质及根抗氧
化酶活性的影响［J］．安徽农业科学，2010，38(6):2903 －2905，2926．
［20］郭松，许自成，苏永士，等．有机酸配合豆浆灌根对烤烟生理特性的影
响［J］．江西农业学报，2010(4):21 －24．
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