全 文 ：第 38 卷 第 3 期
2013 年 6 月
广西大学学报:自然科学版
Journal of Guangxi University:Nat Sci Ed
Vol． 38 No． 3
June 2013
收稿日期:2013-01-18;修订日期:2013-03-15
基金项目:广西自然科学基金资助项目(2010GXNSFA013001) ;广西大学实验设备处科研项目(20120301)
通讯联系人:蔡 卓(1959-) ，男，广东台山人，广西大学教授，博士;E-mail:zhuocai@ gxu. edu. cn。
文章编号:1001-7445(2013)03-0550-04
铅胁迫对狮子草可溶性蛋白含量的影响
何晓良，蔡 卓，邱霞琳，岳伟超，蒋翠文
(广西大学 化学化工学院，广西 南宁 530004)
摘要:探讨不同浓度铅胁迫下狮子草可溶性蛋白含量的变化情况，旨在为进一步研究重金属对药用植物的
毒害提供科学依据。采用盆栽试验，在模拟铅污染环境中种植狮子草;利用考马斯亮蓝 G － 250 染色 － UV
法测定狮子草叶片、茎部和根部可溶性蛋白含量。试验结果表明:狮子草可溶性蛋白含量大小为:叶片 ＞根
部 ＞茎部。随着铅加入量的增大和胁迫时间的增加，狮子草各部位的可溶性蛋白含量逐渐降低，其中根部
可溶性蛋白含量的降幅最大，这说明根部受铅毒害的影响最为严重。各部位可溶性蛋白含量与铅含量呈现
显著的负相关，说明超过一定的耐受范围的铅胁迫会阻碍狮子草可溶性蛋白的合成，从而严重影响植株正
常的生长发育。
关键词:狮子草;铅;胁迫;可溶性蛋白
中图分类号:O657. 39 文献标识码:A
Effects of lead stress on soluble protein content of
Peristrope japonica (Thunb)Brem
HE Xiao-liang，CAI Zhuo，QIU Xia-lin，YUE Wei-chao，JIANG Cui-wen
(School of Chemistry and Chemical Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China)
Abstract:The variation of soluble protein content in Peristrope japonica (Thunb)Brem under the
stress of different lead concentrations was investigated to provide a scientific basis for further study of
the damage effect caused by heavy metals on medicinal plants． P． japonica was planted in a simula-
tion environment of lead pollution using pot experiments． The soluble protein in leaf，stem，root of
P． japonica was measured using coomassied Brilliant G － 250． The results showed that the distribu-
tion of soluble protein in P． japonica was in the order of leaf ＞ root ＞ stem． With the increase in lead
content added to the soil and the stress time，the soluble protein content in P． japonica decreased．
The soluble protein content in root reduced significantly under lead stress，indicating that the root
was obviously damaged by lead． The accumulation of lead in P． japonica and soluble protein content
had significantly negative correlation． It was demonstrated that the synthesis system of soluble pro-
tein was hindered when the lead content in P． japonica was over the tolerance level，and the growth
of P． japonica was seriously affected．
Key words:Peristrope japonica (Thunb)Brem;lead;stress;soluble protein
受工矿业、农业等人为活动因素的影响，我国约有 1 × 107 hm2 耕地已受到不同程度的重金属污染。
土壤污染具有累积性、滞后性和隐蔽性［1-2］，土壤中的重金属通过生物链的放大作用会严重危害人体健
DOI:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2013.03.027
第 3 期 何晓良等:铅胁迫对狮子草可溶性蛋白含量的影响
康。狮子草又称九头狮子草、四季青、接骨草、土细辛，属唇形科植物，内含 β －谷甾醇、豆甾醇、琥珀酸、
芝麻素、汉黄芩素、β －胡萝卜苷等化合物［3-4］，其药性微温，具有祛风利湿、活血通经和解毒消肿的功
效。临床医学表明，狮子草具有护肝、抑菌［5］、抗炎［6］和解热的药理作用。目前，有关狮子草的文献报
道较多集中在对狮子草有效成分的提取方面，有关狮子草的生理生化特性研究的报道还较少。本试验
选用狮子草作为研究对象，模拟铅污染土壤环境进行种植，以研究铅毒害对植物可溶性蛋白的影响，为
进一步探讨土壤重金属污染对草本中药造成的影响提供理论依据。
1 材料与仪器
1. 1 试验材料
土壤:供试土壤取自广西大学花卉种植实验基地，称取 1 000. 0 g土壤，按照 1∶ 3 比例将河沙和土壤
混合均匀制成培养基质，装入 Φ160 × 150 mm花盆中。
植物:狮子草购买自南宁市麻村市场，选取长势一致、生长良好的狮子草作为供试材料。
1. 2 主要仪器及试剂
UV-2102PCS型紫外分光光度计(上海尤尼科仪器公司) ，800 型电动离心沉淀器(江苏龙岗医疗机
械厂)。
1. 0 mg /mL牛血清蛋白(BSA) (国药集团化学试剂有限公司)标准溶液的配制:准确称取 BSA标准
品 0. 010 0 g，用水定容于 10 mL容量瓶中，置于 4 ℃冰箱中备用。考马斯亮蓝(G －250)储存液的配制:
准确称取考马斯亮蓝(国药集团化学试剂有限公司)350 mg，加入 88%磷酸 200 mL和 95%乙醇100 mL，
用水定容于 500 mL棕色容量瓶中备用。考马斯亮蓝(G －250)工作液的配制:取考马斯亮蓝(G －250)
储存液 30 mL，95%乙醇 15 mL和 88%磷酸 30 mL，用水定容于 500 mL棕色容量瓶中。0. 05 mol /L pH
= 7. 80 Tris － HCl 缓冲液，0. 50 mmol /L L －半胱氨酸溶液，0. 05 mol /L Na2SO4等，磷酸、乙醇等其余试剂
均为分析纯，水为去离子水。
2 试验方法
2. 1 狮子草的污染处理
选取 5 株全高 30 cm且长势一致的狮子草幼苗，按照植深 5 cm 栽入花盆中，生长过程中用去离子
水浇灌。待长势稳定后，开始加入不同浓度的 Pb(NO3)2溶液模拟铅污染土壤。每天浇灌 20 mL不同浓
度(250、500、1 000、1 500、2 000 mg /kg)的 Pb(NO3)2溶液于植物根部，使土壤湿度保持在 70% ～ 80%，
分别于铅胁迫处理 20、40、60 d时采集植物不同部位的样品，分别测定植株叶片、茎部和根部样品的可
溶性蛋白含量，同时与空白值对照。
2. 2 狮子草可溶性蛋白的提取及其含量的测定
可溶性蛋白提取参照文献［7］～［9］方法并加以改进后进行。将狮子草鲜样洗净，晾干，准确称取
0. 100 0 g，剪碎置于预冷的研钵中，加入 0. 05 mol /L Tris － HCl 缓冲溶液(pH = 7. 80)4. 0 mL、
0. 50 mmol /L L －半胱氨酸溶液 1. 0 mL、0. 05 mol /L Na2 SO4溶液 1. 0 mL 和少量石英砂，在冰浴条件下
研磨样品至匀浆，将匀浆转移至 10 mL离心管，离心 10 min，取上层清液。往滤渣中再次加入 0. 05 mol /L
Tris － HCl缓冲液(pH =7. 80)4. 0 mL，离心后弃去滤渣，取上层清液与第一次所得清液合并，即为狮子
草可溶性蛋白提取液。每份样品平行测 3 次，同时做样品空白对照。
可溶性蛋白含量的测定参照文献［10］，采用考马斯亮蓝 G －250 染色 － UV法进行测定。
2. 3 数据处理方法
采用 Microsoft Excel和 Origin统计分析软件对数据进行统计分析，并利用 SPSS 18. 0 软件进行相关
性分析。
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广西大学学报:自然科学版 第 38 卷
3 结果与分析
3. 1 铅胁迫对狮子草叶片可溶性蛋白含量的影响
未受铅污染的狮子草可溶性蛋白含量为:叶片 22. 07 mg /g，根部 9. 86 mg /g，茎部 6. 78 mg /g。随着
铅处理量的增大，叶片可溶性蛋白含量缓慢下降，胁迫 60 d 时，在不同铅浓度(250、500、1 000、1 500、
2 000 mg /kg)处理下叶片可溶性蛋白含量分别下降了 26. 84%、32. 82%、37. 80%、47. 65%、49. 49%
(图 1)。这是由于随着铅污染处理浓度的增加，在狮子草叶片中积累的铅量也随之增大，对狮子草可溶
性蛋白含量的影响也越显著。
铅在狮子草叶片中的积累量与铅胁迫时间呈现正相关。以 1 000 mg /kg 铅污染处理为例，铅胁迫
0、20、40、60 d时叶片中铅含量分别为 0. 01、0. 09、0. 12、0. 13 mg /kg，两者线性回归方程为 y = 0. 002x +
0. 033，Ｒ = 0. 927，P ＜ 0. 073;在相同铅污染处理下，叶片可溶性蛋白含量与铅胁迫天数则呈现显著负相
关，其线性回归方程为 y = － 0. 135x + 22. 385，Ｒ = 0. 981，P ＜ 0. 019;采用 SPSS 18. 0 软件做进一步相关
性分析，得到可溶性蛋白含量与叶片铅含量的线性回归方程为 y = － 103. 722x + 27. 295，Ｒ = 0. 994，P ＜
0. 001，呈显著负相关。这说明铅在狮子草叶片中的积累是造成狮子草可溶性蛋白含量下降的主要原
因。
3. 2 铅胁迫对狮子草茎部可溶性蛋白含量的影响
在铅胁迫 20、40 d时，狮子草茎部可溶性蛋白含量与未受污染的对照值(6. 79 mg /g)相比变化不大
(图 2)。铅胁迫 60 d时，不同铅浓度(250、500、1 000、1 500、2 000 mg /kg)处理下茎部可溶性蛋白含量
分别降低至 6. 09、6. 01、5. 88、5. 69、5. 43 mg /g，变化较为明显。就整体而言，可溶性蛋白含量与铅胁迫
天数的相关性不显著，以 1 000 mg /kg铅处理为例，茎部可溶性蛋白含量和胁迫天数的线性回归方程为
y = － 0. 015x + 7. 047，Ｒ = 0. 798，P ＜ 0. 202。这一现象可能与狮子草茎部铅含量的变化有关。铅污染
0、20、40、60 d时狮子草茎部铅含量分别为 0. 01、0. 08、0. 09、0. 10 mg /kg，茎部铅含量与铅污染时间的线
性回归方程为y = 0. 001x + 0. 033，Ｒ = 0. 877，P ＜ 0. 123，相关性也不显著。但是，考察狮子草茎部铅含
量与茎部可溶性蛋白含量的关系后发现，狮子草茎部可溶性蛋白含量与茎部含铅量呈现显著负相关，线
性回归方程为 y = － 7. 784x + 6. 614，Ｒ = 0. 958，P ＜ 0. 010。
图 1 铅胁迫对狮子草叶片可溶性蛋白含量的影响
Fig. 1 Effects of lead on the soluble protein content of
leaf in Peristrope japonica (Thumb)Brem
图 2 铅胁迫对狮子草茎部可溶性蛋白含量的影响
Fig. 2 Effects of lead on the soluble protein content of
stem in Peristrope japonica (Thumb)Brem
3. 3 铅胁迫对狮子草根部可溶性蛋白含量的影响
随着铅处理浓度的增大，狮子草根部可溶性蛋白含量与对照值(9. 87 mg /g)相比呈现明显下降的
趋势(图 3)。在胁迫 60 d时，不同铅浓度(250、500、1 000、1 500、2 000 mg /kg)处理下狮子草根部可溶
性蛋白含量分别下降了 66. 80%、71. 59%、75. 19%、80. 35%、86. 46%。这说明根部作为接触铅污染的
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第 3 期 何晓良等:铅胁迫对狮子草可溶性蛋白含量的影响
图 3 铅胁迫对狮子草根部可溶性蛋白含量的影响
Fig. 3 Effects of lead on the soluble protein content
of root in Peristrope japonica (Thunb)Brem
第一器官，铅胁迫对其影响很大，并使植株受到伤
害［11］。铅胁迫天数对根部可溶性蛋白含量也有显著的
影响，以 1 000 mg /kg铅胁迫处理为例，可溶性蛋白含量
与胁迫天数的线性回归方程为 y = － 0. 124x + 10. 148，
Ｒ = 0. 962，P ＜ 0. 038，呈现显著负相关。铅胁迫造成根
部可溶性蛋白含量下降的主要原因是铅在狮子草根部
的积累。铅污染 0、20、40、60 d 时狮子草根部铅含量分
别为 0. 01、0. 14、0. 19、0. 25 mg /kg，根部铅含量与铅污
染时间的线性回归方程为 y = 0. 002x + 0. 035，Ｒ =
0. 976，P ＜ 0. 024，呈现显著正相关。而狮子草根部铅
含量与根部可溶性蛋白含量呈现显著负相关，线性回归
方程为 y = － 9. 205x + 4. 478，Ｒ = 0. 940，P ＜ 0. 018。
4 结 论
蛋白质在植物生长中起着关键的作用，也是表征植物生理生化特性的重要指标之一［12-13］。铅在狮子草
中的积累会对狮子草的生长发育产生一定影响。铅胁迫初期狮子草的生长状况在外观上与对照样无明
显差异，但随着铅胁迫时间的增加，狮子草根部开始出现萎缩甚至坏死的现象，叶片由绿变黄，茎部则变
化不明显。铅胁迫会造成狮子草可溶性蛋白含量下降，下降程度与狮子草体内的铅积累有关，两者有显
著的负相关性。这充分说明了铅污染对狮子草可溶性蛋白的影响。
本试验只测定了铅胁迫下可溶性蛋白含量变化这一项目，由于重金属对植物的影响具有复杂性和
多样性［14-15］，若要探清重金属毒害植物的机理或途径，还需要对植物不同的生理生化特性指标做进行
测定，由多方面指标综合分析评价重金属对植株的毒害程度。这有待下一步的研究和探讨。
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(责任编辑 张晓云 裴润梅)
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