全 文 ：2013.4 试验研究
近年来， 随着工业的快速发展和矿产资源的大
量开采，各种化学药品、农药及化肥的广泛应用导致
我国大多数城市近郊的土地受到不同程度的重金属
污染 [1]，尤其近代大量电子垃圾的丢弃，导致环境铅
污染越来越严重 [2]， 其中铅是最常见的重金属污染
源。 铅是生物代谢非必须元素，且是易沉积在生物体
内的有毒元素之一， 由于其具有相对稳定性和难降
解性，危害极大。 我们以十字花科 5种植物（桂竹香、
二月兰、遏蓝菜、香雪球和板蓝根）为试验材料，采用
盆栽方法研究了不同浓度铅胁迫对这 5 种植物株
高、根系和地上部分生物量、MDA(丙二醛 )含量以及
SOD 活性和 POD 活性的影响，以期探讨十字花科这
5种植物适应和抵御铅污染物的能力，为植物防止铅
污染提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料的选择
供试材料为十字花科 5 种植物： 竹香（Cheiran-
thus cheiri）、二月兰（Orychophragmus violaceus）、遏蓝
菜（Thlaspi arvense）、香雪球（Lobularia maritima）和板
蓝根（Isatis indigotica）。
1.2 材料的处理
选取上述 5 种籽粒饱满，大小均匀，种皮无破裂
的植物种子播种于 60 穴盘中，基质配比为：珍珠岩∶
蛭石∶草炭=2∶2∶1,5%有机质，每穴基质量保持一致。出
苗生长 30天后，浇灌含量（以 Pb2+计 )分别为 0、500、
1 000、1 500、2 000 mg/kg 的 Pb（NO）2 溶液，共 5 个
处理，3 次重复。 处理后正常管护 30 天后取样，测定
株高、叶绿素含量、MDA（丙二醛 ）含量以及 SOD 活
性和 POD活性。
1.3 测定方法
丙二醛 （MDA）含量的测定依据 Health 和 Park-
er的硫代巴比妥酸（TBA）比色法 [3]，POD 活性的测
定采用愈创木酚法 [4]，以每克叶片每分钟 A470 变化
0.01 为一个酶活力单位，SOD 活性的测定采用氮蓝
四唑法[5]。
2 结果与分析
2.1 铅胁迫对 5种植物幼苗株高的影响
由图 1 可见，随着铅离子处理浓度的升高，对 5
种植物地上部分生长的抑制作用逐渐增强， 均呈现
程度不同的生长抑制，但各植物的反应各不相同。 当
铅胁迫对十字花科5种植物
生长及生理特性的影响
朱 强 李 瑞 刘玉娟
（种苗工程国家重点实验室／宁夏林业研究所 银川 750004）
摘要： 通过测定不同铅浓度胁迫下十字花科 5 种植物株高、 根系和地上部分生物量及丙二醛
（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的变化，研究了铅胁迫对 5 种植物
生长的影响。结果表明：5种植物株高、根系和地上部分生物量随着铅浓度的增加不断下降，丙二醛
（MDA）含量随着铅浓度的增加不断上升，在一定铅浓度范围内时，SOD 和 POD 活性会随着铅浓
度的增加不断提高，但超过一定范围内，SOD和 POD活性下降。
关键词：铅胁迫； 十字花科；脯氨酸；丙二醛
基金项目：宁夏自然基金（NZ10211）
作者简介：朱强（1980－）男，助理研究员，主要从事植物资源方面的研究工作。 E-mail：qzhu2008@163.com
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铅离子浓度在 500 mg/kg 时， 5 种植物的株高相对
于对照 CK 变化不大， 当铅浓度超过 1 000 mg/kg
时， 香雪球和桂竹香株高受铅离子浓度胁迫明显减
小， 而当铅离子浓度达到 1 500 mg/kg 时， 香雪球
和桂竹香的生长受到明显抑制。 而二月兰、 遏蓝
菜、 板蓝根 3 种植物生长对铅离子胁迫耐受性较
强， 当铅离子浓度从 500 mg/kg 到 2 000 mg/kg 增
大， 遏蓝菜、 香雪球和板蓝根 3 种植物的株高逐渐
变矮， 但变化曲线平稳， 说明这三种植物对铅离子
胁迫有较好的耐受性。
2.2 铅胁迫对 5种植物生物量的影响
不同浓度铅胁迫下，5 种植物地下根系生物量受
到了较大抑制，而地上生物量除桂竹香影响较大外，
其他 4 种植物地上生物量受铅离子胁迫影响不大。
由图 2 可知，当铅浓度为 500 mg/kg 时，桂竹香和板
蓝根地下根系生物量被明显抑制，对二月兰、遏蓝菜
和香雪球的影响较小。 当铅浓度增加到 1 000 mg/kg
和 1 500 mg/kg 时，对 5 种植物根系没有更大的的影
响。 而当铅浓度在 2 000 mg/kg 时，对二月兰和板蓝
根系生物量的影响较大。 不同浓度铅胁迫对遏蓝菜根
系生物量均没有较大的抑制。当铅浓度在 1 000 mg/kg
时，桂竹香的地上部分生物量受到较大抑制，但随着
铅浓度的增大，抑制作用并没有进一步扩大，而不同
铅浓度胁迫下对其他 4 种植物地上部分生物量没有
较大的影响。
2.3 铅胁迫对 5种植物叶片 MDA含量的影响
植物器官衰老或在逆境下遭受伤害， 往往发生
膜脂过氧化作用，MDA 是膜脂过氧化作用的最终分
解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。
由图 4 可看出， 当 5 种植物幼苗受到不同浓度铅胁
迫后，其体内 MDA 含量随着铅浓度的增加呈不断上
升趋势。
图 1 铅胁迫对 5 种植物幼苗株高的影响
图 2 铅胁迫对 5 种植物根系生物量的影响
图 3 铅胁迫对 55 中植物地上部生物量的影响
图 4 铅胁迫 5 种植物叶片 MDA 含量的影响
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2.4 铅胁迫对 5 种植物叶片 POD、SOD 活性的
影响
在低浓度铅胁迫下，5 种植物叶片 SOD 和 POD
活性随着铅浓度的增长高而增高， 当铅浓度大于
500 mg/g时，遏蓝菜、香雪球和板蓝根 SOD 活性随着
铅浓度的增高不断下降， 桂竹香和遏蓝菜 POD 活性
随着铅浓度的增高不断下降 。 当铅浓度增加到
1 000 mg/g 时，桂竹香和二月兰 SOD 活性，二月兰、
香雪球和遏蓝菜 POD活性随着铅浓度的增高不断增
高。 这是植物抗逆反应的主要表现，但当铅浓度大于
1 000 mg/g 时， 以上 4 种植物叶片 SOD 活性和 POD
活性随着铅浓度的增高不断下降， 植物对铅的耐受
已超过了极限。
3 讨论
重金属铅对桂竹香、二月兰、遏蓝菜、香雪球和
板蓝根 5 种植物的根和幼苗的生长发育均起抑制作
用， 且对根的抑制作用更强一些， 随着铅浓度的增
加，其根系生物量受到明显的抑制，其原因主要是根
系作为植物主要的吸收器官， 对铅吸收后转移到其
它器官的量很少。
研究表明[6,7]，重金属胁迫对植物伤害的主要途径
是对植物的抗氧化物酶系统的破坏。 正常情况下，植
物体内的活性氧代谢保持平衡。 而重金属可作为脂
质过氧化的诱导剂。 当重金属处理植物时， 细胞内
SOD、POD 活性降低，自由基的产生和清除之间的平
衡受到破坏，导致大量的活性氧自由基产生，从而使
蛋白质和生物大分子变性、 细胞膜脂过氧化加剧，
MDA含量升高，对植物造成伤害[8,9]。从本研究可以看
出，重金属铅胁迫下，桂竹香、二月兰、遏蓝菜、香雪
球和板蓝根 5 种植物随着处理铅浓度的增加， 植物
细胞膜脂过氧化加剧，MDA含量不断升高，当低浓度
铅胁迫时，5 种植物叶片 SOD、POD 活性不断上升，
来消除铅胁迫导致的自由基增多所带来的氧化损
伤。 但铅浓度超过一定限度时 SOD、POD 活性下降，
此时已超过了植物对铅的耐受极限。
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图 5 铅胁迫对 5 种植物叶片 POD 活性的影响 图 6 铅胁迫对 5 种植物叶片 SOD 活性的影响
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