全 文 ：园 艺 学 报 2004，31(3)：378～380
Acta Horticulturae Sinica
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不同镉水平对白菜生长及抗氧化酶活性的影响
孙光闻 朱祝军 方学智
浙江大学园艺系，杭州310029)
摘 要：不同镉 (cd)水平对白菜 [Brasica campestris L．ssp．chinensis(L．)Makino]两个品种生长
及抗氧化酶活性研究结果表明：cd 1 mg·L 对两品种生长 (除 ‘杭州油冬儿’地上部干质量)及叶绿素
含量无显著影响，cd 10 mg-L 显著抑制植株生长 (除 ‘沪青 1号’根干质量)，减少叶绿素含量。cd可
诱导叶片中活性氧0 、H 0 的产生，引起膜脂过氧化产物丙二醛 (MDA)的累积。Cd 1 mg’L 显著增
加 ‘沪青 1号’过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)及 ‘杭州油冬儿’抗坏血酸过氧化物酶 (APx)
活性。cd 10 mg·L 显著降低两品种叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、CAT、APX及 ‘沪青1号’POD活性，
显著增加脱氢抗坏血酸还原酶 (DR)和谷胱甘肽还原酶 (GR)活性。
关键词：白菜；镉；活性氧；生长；抗氧化酶
中图分类号：S 642．2；Q 945 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (2004)03-0378-03
Efects of Diferent Cadmium Levels on the Growth and Antioxidant
Enzymes in Brassica campestris L．ssp．chinensis(L．)Maidno
Sun Guangwen，Zhu Zhujun ，and Fang Xuezhi
(Department ofHorticulture，Zhejiang University，Hangzhou 310029，China)
Abstract：A hydroponic experiment was carried out to study the efects of diferent Cd levels on the
growth and the activities of antioxidant enzymes in two cuhivars of Brassica campestris L．ssp．chinensis(L．)
Makino．Cd 1 mg·L didn’t signifcantly afect the growth and chlorophyl content of both cuhivars(except
the shoot dry mass of‘Hangzhou Youdonger’)，Cd 10 mg·L signifcantly inhibited the growth and leaf
chlorophyl content of both cuhivars(except the root dry mass of‘Huqing 1’)．，nle generation of O and
H，O，content increased under Cd exposure，and mal0ndialdehyde(MDA)accumulated．The activites of
catalase(CAT)and peroxidase(POD)of‘Huqing 1’and ascorbate peroxidase(APX)of‘Hangzhou
Youdonger’were signifcantly increased at Cd 1 mg·L～．Cd 10 mg-L～ significantly decreased the activi—
tieS of superoxide dismutase (SOD)，CAT and APX，and signifcantly enhanced t}Ie activites of de—
hydroascorbate reductase(DR)and glutathione reductase(GR)in bot}I cuhivars．
Key words：Brasica campestris L．ssp．chinensis(L．)Makino；Cadmium；Active oxygen；
Growth；Antioxidant enzyme
1 目的、材料与方法
镉 (Cd)是毒性最强的重金属之一，其迁移性强，极低浓度就会对生物体产生危害。cd能使植
物组织细胞产生活性氧，引起膜脂过氧化，改变活性氧代谢有关酶的活性，影响植株生长 ¨。蔬菜
受到cd污染的问题日益受到研究者的重视 。本试验以白菜为材料，研究 cd对其生长、及相关
抗氧化酶活性的影响。
’试验于2003年3—5月在浙江大学蔬菜研究所玻璃温室中进行。白菜 [Brassica campestris L．ssp．
chinensis(L．)Makino]品种为 ‘沪青 1号’和 ‘杭州油冬儿’。种子经消毒处理后播于湿润的蛭石
收稿日期：2003—08—18；修回日期：2003—1O一15
通迅作者Coresponding author，E—mail： zhu@zj u．edu．ca
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3期 孙光闻等：不同镉水平对白菜生长及抗氧化酶活性的影响 379
中，两周后将生长一致的幼苗移栽到装有4 L营养液的塑料桶中，每桶4株。营养液配方 (单位为
mmol·L )：Ca(NO3)2 3．0，KNO3 4．0，KH2PO4 1．0，MgSO4 1．0，MnC12 3．6 X 10～，}{3BO3 4．5 X
10～，CLISO4 8 X 10～，ZnSO4 1．5 X 10～，H2M004 9．1 X 10～，EDTA—Fe 9．0 X 10～；pH 6．0。预培养两
周后，向营养液中分别加入1和10 mg-L～CdSO4，不加入的为对照。营养液每3 d更换1次，并连续
通气。试验随机区组排列，每处理重复4次。处理 10 d后取植株顶部完全展开功能叶测定叶绿素含
量 ，O；产生速率 ]，H2O2含量 7 3，SOD ]、POD ]、MDA、CAT、APX、GR、DR等活性 m]。
2 结果与分析
2．1 Cd对白菜植株生长及叶绿素含量的影响
与对照相比，Cd 1 mg·L-对两品种根干质量、叶绿素含量及沪青1号的地上部干质量没有显著
影响，但显著降低了杭洲油冬儿的地上部干质量 (表 1)。Cd 10 mg·L-1显著减少了两品种地上部干
表1 不同Cd水平对白菜生长和叶绿素含■的影响
Table 1 Efects ofdiferent Cd levels on the growth and leaf chlorophyl content in Brassica campestrls L．ssp．chinensis(L．)Mstkino
注：括号中数字为与各自对照的增减百分率。各列中不同小写字母表示同一品种不同Cd水平比较差异显著 (P(O．05)。
Note：Data in parenthesis represent the relative percentage in the treated sample to contro1．Diferent small leters within the SSITIe cult／vat in
columns indicate signifcant diference at diferent Cd levels．
质量、叶绿素含量及杭州油冬儿根干质量，但对
沪青 1号根干质量无显著影响。由此可见，‘杭州
油冬儿’比 ‘沪青 1号’对 Cd更敏感，Cd对白
菜地上部的影响大于对根系的影响。
2．2 Cd对 白菜叶片 o 产生速率、H o：和
MDA含量及抗氧化酶活性的影响
由图1可见，Cd 1 mg·L 显著增加两品种
叶片中O 产生速率和沪青1号H O 含量，cd 10
mg·L 显著降低两品种O 产生速率和沪青1号
H2O2含量 (P<0．05)。Cd 10 mg·L 显著增加
两品种膜脂过氧化产物 MDA含量 (P<0．05)。
由图2可见，Cd 1 mg·L 显著增加沪青 1
号 POD、CAT及杭州油冬儿 APX酶活性 (P<
0．05)，对其余酶活性没有显著影响 (P>0．05)。
Cd 10 mg·L 使两品种 SOD、CAT、APX及沪青
1号 POD活性显著降低 (P<0．05)，使两品种
DR和GR酶活性显著升高 (P<0．05)，但对杭州
油冬儿 POD活性无显著影响 (P>0．05)。以上结
果表明，Cd能够通过干扰植物细胞内有关抗氧化
酶活性，间接地诱导活性氧胁迫，导致膜脂过氧
【工一
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化的产生。植物能通过体内抗氧化保护酶，去除或减少在逆境胁迫下产生的活性氧对植物细胞的伤
害 ]。高浓度下活性氧下降的原因，可能是产生的活性氧不能被及时清除而质子化成毒性更强的
· OH自由基，对膜脂产生不可逆的过氧化伤害，这与 MDA在 Cd 10 mg·L 时积累量最大的结果相
符。抗氧化酶作用随品种及 Cd浓度不同而不同，低 Cd浓度下抗氧化酶能有效地清除产生的活性氧，
对白菜植株生长无明显影响，高Cd浓度时，产生的活性氧速度超出抗氧化酶的清除能力，对植物造
成了不可逆伤害，严重抑制了植株生长，降低了叶绿素含量，我们也观察到白菜叶片在高Cd浓度时
明显失绿的中毒症状。
口沪青1号 目杭州油冬儿
～
～
0 l l0 0 l l0
Cd(mg·L )
口
0
∽ ∞
∞
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目
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口沪青1号 目杭州油冬儿
0 l l0 0 l l0
Cd(mg·L )
图2 不同Cd水平对白菜叶片抗氧化酶活性的影响
Fig．2 Efects ofdiferentCdlevels onthe activities ofanfioxidafive eBzyine$intheleaves of
Brassica campestris L．ssp．chinensis(L．)Makino
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