全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 28(4)：511— 514 2008年 7月
狭叶香蒲吸收 Cd2+的动力学特征
吴晓丽1，罗玉明2，徐迎春1*，鄢贵龙2
(1．南京农业大学 园艺学院 ，南京 210095；2．淮阴师范学院 生物系，江苏 淮安 223300)
摘 要：采用水培方法 ，加入 Cd2+浓度为 0、0．2、0．4、0．6、1、1．2、1．5 mg·L- ，分别在 4、8、12、24 h研究狭叶
香蒲幼苗吸收 Cda+的动力学特征。结果表明 ，狭叶香蒲对 Cd2+的吸收基本符合 Michaelis—Menten动力学模
型。在上述几个 时间段 中，以 0～4 h时间段内狭叶香蒲对 CdZ+吸收的最大 吸收速率 V 最大，K 最小 ，a
值也最大 ，此时根系吸收能力最强 。随时间的延长(4～24 h)，V 变小 ，但是净吸收速率 V仍在增加。用 V—
c作图法和 L—B作图法求解动力学参数结果差异不大，且两种方法曲线模拟的相关性均较好 。
关键词 ：狭叶香蒲；Cda+；离子吸收动力学；动力学参数
中图分类号 ：Q945 文献标识码 ：A 文章编号：1000-3142(2008)04—05l1—04
e kinetics characteristic 0f Cd2+
absorption 0f pha angus tifolia
WU Xiao-Li ，LUO Yu-Ming ，XU Ying-Chun¨ ，YAN Gui-Long
(1．College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China 2．Department
ofBiology，Huaiyin Teachers College，Huai’an 223300，China)
Abstract：Cd + concentration of 0，0．2，0．4，0．6，1．0，1．2，and 1．5 mg·L were added in hydroponic culture solution
to Typha angustifolia plants，and the Kinetics characteristic of Cd +absorption of them were studied separately at 4
h，8 h，12 h，and 24 h．Results indicated that the Cd2+absorption of T．angustifolia conformed to Michaelis—Menten
Kinetics model in the main．Among the before time periods，in 0—4 h time period，the maximum absorption rate Vmax
of angustifolia was the highest，the Km was the lowest，and the a value was the highest，it showed that the root
absorption ability was the strongest．With the time extending(4—24 h)，the Vmax decreased，but the completely ab—
sorption rate stil increased．The kinetic parameters value obtained by V-C construction method and L-B construction
method difered insignificantly，and the relativity of the curve imitated by the two methods all were good．
Key words：Typha angustifolia；Cd +；kinetics of ion absorption kinetic parameters
重金属 污染在环境 污染 中 占有十分 突出 的地
位 ，对生态环境可造成极大的破坏。利用植物吸收
积累重金属 的生物修复技 术正在全 球应用 和发展
(常福 辰等，2002)。据 报道 现 已发 现 Cd、Co、Cu、
Pb、Ni、Se、Mn、Zn超积 累植 物 400余种 (Blaylock
等，1995)。其 中香 蒲属 (Typha)植 物具 有净化 含
Pb、Zn、Cu、Cd等重金属废水(郑瑛等，1996；叶志鸿
等，1992；戴晶平等，2003)及开发人工湿地的效能
(阳承胜等，2000；陈桂珠等，1996)。因此，香蒲属植
物在重金属污染生物修复的应用前景十分可观。
Claassen Barber(1974)提 出了离子消耗 曲
线方法 ，该方法的一个最基本的假设就是一般认为，
在低浓度范 围内，根系对许 多离子 的吸收符合
Michaelis—Menten动力学方程 V—V ·c／(K +
收稿日期：2006—12—18 修回日期 ：2007—03—03
基金项 目：江苏省 自然科学 基金 (02180009)；淮安 市农业科 技计 划项 目(0352)1-Supported by Natural Science Foundation of Jiangsu Province
(02180009)；Agricultural Science and Technology Pr~eet of Huai’an City(0352)]
作者简介：吴晓丽(1980一)，女，宁夏青铜峡市人，在读硕士 ，从事观赏植物生理生态研究 ，(E-mail)wxli1220@yahoo．corn．cn。
’通讯作者(Author for correspondence，E-mail：xu-ych@163．corn)
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512 广 西 植 物 28卷
C)，式中 V为某 浓度时的净吸收速率 ，C为外液溶
液浓度 。V 为最大吸收速率，K 为米氏常数。离
子吸收动力学研究可为鉴定和筛选高效基因型以及
建立数学模型来描述离子迁移，并为预测植物对离
子的吸收提供依据。关于重金属离子的吸收动力学
研究，已有人对超积累 Cd抖的十字花科遏蓝菜属植
物 Thlaspi caerulescens的两 种 生 态 型 做 了 Cd 、
Znz 的吸收动力学研究(Lombi等，2001)。香蒲属植
物对重金属 Cdz 的离子吸收动力学研究未见报道 。
狭叶香蒲(Typha angustifolia)又名水烛，株
形挺拔，叶形优美，其肉穗花序奇特可爱，是人工湿
地优选 的水生植物 。本试 验以狭 叶香蒲为试材 ，采
用离子吸收动力学的基本方法，研究其对 Cd离子
的吸收状况 ，为香蒲属植物离子吸收 的动力学特征
● V
／ ／ —一 14· 2
10 ·
08 ·
06+
04 ·
02 -
V V
0 0 0．2 0．4 0．6 0．8 1 0 1 2 1．4 1
研究提供基础资料。
1 材料与方法
1．1供试材料
试材为狭 叶香蒲 (Typha angustifolia)，采 自
江苏省淮安市楚州 区。
1．2试验方法
将狭叶香蒲先用 自来水预培养一周，然后分别
用 1／4 Hoagland营养 液、1／z Hoagland各培养 9
d，每 3天换一次营养液，于试验开始前 6天改用全营
养液培养。试验时加入 CdC1：·2．5 H2O溶液的浓度
设为 ：0，0．2，0．4，0．6，1．0，1．2，1．5 mg·L- ，把植物
根全部浸入溶液中，调节 pH值为 6．4，室温 25℃。
VV 1 2 h
05 ·
／
／ ．04· 3-2
·
01 -
n n
r - r
0 0 0．2 0．4 0．6 0 8 1．0 1．2 1．4 1．
，’VV 8 h
．
1．06 ．
／
一 1．04 2-
nn ．
0 0 0．2 0．4 0．6 0．8 1 0 1．2 1．4 1
’⋯ 24 h
．
030 ．
／
一 025． 0
015 ．
010 ．
005 ．
⋯
0 0 0 2 0．4 0．6 0．8 1．0 1 2 1 4 1．
图 1 不 同时间段内 CdZ+的吸收速率与浓度的关系
Fig．1 The relation of absorption rate and CdZ+concentration in different time periods
分别于 4、8、12、24 h时取少量溶液用 ICP仪测
定 Cd。 含量。分别于试验开始前及试验结束时称
植株重，用于计算溶液失水量，最终计算得出各时间
段的 Cd。 吸收速率，用于绘制吸收动力学曲线。试
验重复三次。
1．3数据分析方法
应用Sigmaplot 10．0统计分析软件进行曲线拟
合，作 Cd。 的吸收动力学曲线 。
2 结果与分析
2．1以V-C(速率一浓度)法作图求解狭叶香蒲对
Cd 的吸收动力学参数
应用 sigmapIot 10．0统计分析软件拟合速率一
浓度(V-C)曲线如 图 1，可以看出，狭叶香蒲在不同
浓度 Cd。 的溶液 中吸收 Cd。 的曲线基本符合
Michaelis～Menten动力学特征。从同一时间测定不
同外液浓度的吸收曲线来看 ，狭叶香蒲在外液浓度
低时表现出较高的吸收速率增长，随外液浓度的增
加吸收速率增加减慢，以后随浓度的增加吸收曲线
趋于平缓。而不同时间段内狭叶香蒲吸收 Cd。 的
动力学曲线存在差异，在 0～4、4～8、8～24 h时吸
收平稳上升，但在 8～12 h时吸收急速上升。由曲
线可得出动力学参数：最大吸收速率 V 和米氏常
数 K 。从表 1来看 ，狭 叶香 蒲植 株对 Cd抖 的最大
吸收速率整体呈下降趋势。在几个时间段中，在 0
～ 4 h的时间段内 V 最大；而 4 h后，在 4～8 h的
一T ∞l0至1)9 o蒿苫3屯。肘 屯。
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4期 吴晓丽等：狭叶香蒲吸收 Cd 的动力学特征 513
时间段内V 迅速下降，为4 h时的53．6 。8～12
h时 V 与 4～8 h时较接近，只下降了 4．3 ，而在
12~24 h时 v 又下降了 53．9 。说明狭叶香蒲
在 4 h时具较高的吸收能力 。
根系的吸收能力用 a表示 ，a—V 。 ／K ，a值越
大根系吸收能力越强。由 V—C法求解 出不 同时问
段狭叶香蒲吸收 Cd 的动力学参数，可以看出(表
1)，在0～4 h的吸收过程中 a值最大，说明在 0～4
h的主动吸收过程中 Cd 流入根 系的速率最大 ，随
着吸收时间的延长，根系受到 Cd抖的伤害，吸收能
力减弱，最大吸收速率变小，但是净吸收速率仍在增
100
80
> 60
＼
40
20
0
100
80
> 60
＼
40
20
0
4
1／c
4
加。对 V—C法作图得到的曲线的自变量与因变量
表 1 V-C作图法求解的不同时间段狭叶香蒲吸收
Cd2+的动力学参数及曲线模拟的相关系数
Table 1 The Kinetics parameters of Cd2+ absorption of
Typha angustifolia and relative coefficient of the curve
imitated by the V-C method in different time periods
时间段 V Km q ．
(h) (mmol·g-1 h-1)(mmol· ) (V ／K )
0～ 4 0．181 8 0．313 0 0．580 8 0．996 1
4～ 8 0．O84 3 0．418 7 0．201 3 0．997 5
8～ 12 0．080 7 0．930 8 0．086 7 0．996 4
12～ 24 0．037 2 0．424 0 0．087 7 0．996 6
图 2 狭叶香蒲吸收 Cdz+的 Lineweaver—Burke图
Fig．2 The Lineweaver-Burke chart of Cd +uptake of Typha angusti：folia
进行相关性分析 ，发现图 1中的 四条曲线 的 自变量
与因变量的相关性均较好，相关系数均达到0．99以
上 (表 1)。
2．2以 Lineweaver-Burke双倒 数法作 图求解 Cd
的吸收动力学参数
Lineweaver& Burk采用双倒数法 (简称 L—B
法)将米氏方程 V—V ·C／(K +C)转变为：1／V
一 1／V 。 +K ／v 。 ·1／c，以 1／V 对 1／C作 图(图
2)，可以看出，0～4、4～8、8～12 h和 12～24 h四个
时间段吸收曲线各有差异，整体趋势一致。
由 L—B作图法求解的动力学参数及曲线模拟
的相关系数见表 2，与 V—C图解法(表 1)进行比较
可以看出，两种方法求解的动力学参数的值差异不
很大，且两种方法模拟曲线的自变量与因变量相关
性都很好。田霄鸿等(2001)对几种作物 NO；-的吸
收动力学参数的研究，用同一组数据，分别用上述两
种方法求解的动力学参数差异相当可观，并认为原
因似乎是 6种蔬菜幼苗在 6个NaNO 吸收系列中，
1 h内吸收 的 NOi_绝对量太小 。本试验采用的试
材和试验时间与其不同，因此所得结果有差异。
3 结论
本试验通过离子吸收动力学，研究了香蒲植物
在 24 h的不同时间段内吸收 Cd 的动态过程。在
O～4、4～8、8～12 h和 12~24 h四个时间段吸收动
力学曲线各有差异，但整体趋势一致，符合 Michae—
lis—Menten动力学规律。与其他植物对离子吸收动
力学研究呈现一致规律(常江等，1994；方从兵等，
2001)。试验表明狭叶香蒲在 O～4 h时具有较高的
Cd抖吸收能力。试验用 V—C和 L-B两种作图法求
得的动力学参数结果差异不大，并且两种方法模拟
∞ ∞ ∞ 们 加 0 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 0
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的曲线的自变量与因变量相关性均较好。
表 2 L-B作图法求解的不同时间段狭叶香蒲吸收 Cd2+
的动力学参数及曲线模拟的相关系数
Table 2 The kinetics parameters of Cd + absorption of
angustifolia and relative coefficient of the curve
imitated by the L-B method in different time periods
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更正说明
发表于 2008年第 3期 414~419页的李欢庆作
者的文章，其中两处有误，现更正如下：
(1)图3中的BaG 更正为 BaC12；
(2)图4中的图片更正为右图。
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