土壤Cu脅迫對觀賞牡丹生長、生理及Cu富集能力的影響

董春蘭，徐迎春，①，陳亞華，程家高

(1.南京農(nóng)業(yè)大學:a.園藝學院，b.生命科學學院，江蘇南京210095;2.安徽銅陵高科技農(nóng)業(yè)示范園，安徽銅陵244131)

牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)具有很高的觀賞價值和深厚的文化內(nèi)涵，深受國人喜愛，在國際上也享有盛譽。牡丹育苗一般采用嫁接法，近年來在牡丹種苗產(chǎn)區(qū)廣泛用鳳丹(Paeonia suffruticosa‘Feng Dan’)根作為牡丹嫁接的砧木，采用鳳丹實生苗作砧木，比芍藥(Paeonia lactiflora Pall.)砧木育砧期短;與牡丹自砧苗和以芍藥為砧木嫁接的牡丹苗相比，以鳳丹為砧木嫁接的牡丹苗成活率高、抗逆性強、苗木質(zhì)量高［1-2］。據(jù)報道:鳳丹可耐受一定濃度的 Cu脅迫［3］，并在安徽鳳凰山銅尾礦區(qū)生長良好［4］;鳳丹對600 mg·kg-1以下的Cu脅迫具有較強耐性，對于900 mg·kg-1Cu脅迫也具有一定的耐性［5］;并且，鳳丹對Cu污染土壤的修復效果明顯［6］。

有研究者認為:嫁接可以緩解Cu脅迫對黃瓜(Cucumis sativus Linn.)的毒害作用［7-9］。據(jù)此推測，將牡丹嫁接在鳳丹砧木上，也有可能提高牡丹的耐Cu能力。為此，作者采用以鳳丹為砧木的牡丹品種‘肉芙蓉’(‘Roufurong’)5年生嫁接苗為實驗材料，研究了不同質(zhì)量濃度土壤Cu脅迫對其生長和生理指標的影響，并分析了其根、莖和葉中的 P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn和Zn含量以及Cu富集和轉(zhuǎn)運系數(shù)，以期揭示牡丹嫁接苗的耐Cu性及其耐性機制，并探明牡丹修復Cu污染土壤的潛力。

1 材料和方法

1.1 材料

實驗在南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院觀賞植物生理生態(tài)研究室的塑料大棚內(nèi)進行。以鳳丹實生苗為砧木嫁接牡丹品種‘肉芙蓉’，選用植株大小及長勢均較一致的5年生嫁接苗為實驗材料。

1.2 方法

1.2.1 土壤Cu脅迫處理 于2009年10月15日進行盆栽實驗。盆栽土為采集于原南京農(nóng)業(yè)大學芳華園藝中心的表層壤土與黃沙按體積比2∶1拌勻的混合土壤。土壤中，有機質(zhì)含量21.34 g·kg-1、全氮含量0.75 g·kg-1、速效 P 含量 11.67 mg·kg-1、速效 K 含量115.73 mg·kg-1、有效態(tài)Mg含量 64.39 mg·kg-1、有 效 態(tài) Ca 含 量1 218.06 mg·kg-1、有效態(tài)Fe含量9.77 mg·kg-1、有效態(tài) Mn含量128.64 mg·kg-1、有效態(tài) Zn 含量18.65 mg·kg-1以及 Cu 含量 12.8 mg·kg-1，土壤 pH 6.62。

將混合土壤裝入內(nèi)徑39.0 cm、高度36.5 cm的栽培盆內(nèi)，每盆24 kg，按實驗設定的Cu處理濃度將土壤與銅鹽(用硫酸銅與堿式碳酸銅按Cu2+摩爾比1∶1的比例配制)混合均勻，設置低(300 mg·kg-1)、中(600 mg·kg-1)、高(900 mg·kg-1)3個Cu處理水平，以不添加銅鹽的混合土壤為對照(CK)。每盆栽植1株，每處理3盆，每盆視為1個重復。實驗期間，采用干透澆透的方式進行澆水，夏季覆蓋遮陽網(wǎng)并注意通風，各處理組的管理方式均保持一致。

1.2.2 指標測定 采用單株取樣法于2011年6月中旬葉片生長的旺盛期采集嫁接苗的葉片用于各項生理指標測定。其中，丙二醛(MDA)含量測定參照李合生［10］的方法;超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用NBT法［11-12］;過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創(chuàng)木酚法［13-14］;葉綠素含量測定采用乙醇提取法［15］。

于2011年9月中旬測定各處理植株的各項生長指標。直接用直尺測量新枝長度、主根長度和一級側(cè)根長度;用游標卡尺測量根莖直徑;采用剪紙法測定葉面積;采用打孔法測定比葉質(zhì)量;并統(tǒng)計一級側(cè)根的數(shù)量。

于2011年9月中旬采集各處理植株，將植株分為根、莖、葉3部分，用自來水將植株各部分反復沖洗干凈，再用去離子水清洗3遍，吸干表面水分后置于105℃殺青30 min，然后于80℃干燥至恒質(zhì)量，研磨后過60目篩;用V(濃硝酸)∶V(高氯酸)=3∶1的混合酸對樣品進行消煮，然后采用Optima 5300 DV等離子光譜質(zhì)譜儀(美國PE公司)測定樣品中P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn 和 Zn的含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

按下列公式分別計算不同部位Cu的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運系數(shù):Cu富集系數(shù)=植物組織中Cu含量/土壤中Cu含量;Cu轉(zhuǎn)運系數(shù)=庫器官Cu含量/源器官Cu含量。

采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行方差分析，并采用LSD檢驗進行多重比較。

2 結(jié)果和分析

2.1 土壤Cu脅迫對牡丹嫁接苗生長的影響

在土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗的生長狀況見表1。由表1可以看出:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗當年生新枝長度和一級側(cè)根長度或高于對照或低于對照但均無顯著差異(P＞0.05)。經(jīng)300 mg·kg-1Cu處理后嫁接苗葉面積大于對照但差異不顯著;而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后葉面積均小于對照，其中僅后者與對照有顯著差異(P＜0.05)，表明900 mg·kg-1Cu處理顯著抑制嫁接苗葉面積的擴展。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗比葉質(zhì)量和主根長度均低于對照，其中，僅900 mg·kg-1Cu處理組的比葉質(zhì)量和主根長度與對照有顯著差異。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗的根莖直徑均高于對照，其中600 mg·kg-1Cu處理組根莖直徑與對照有顯著差異。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗一級側(cè)根數(shù)量均少于對照且差異達顯著水平，但各處理組間差異不顯著。

表1 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗生長指標的影響(±SE)1)Table 1 Effect of Cu stress in soil on growth indexes of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表1 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗生長指標的影響(±SE)1)Table 1 Effect of Cu stress in soil on growth indexes of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫字母表示經(jīng)LSD檢驗差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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2.2 土壤Cu脅迫對牡丹嫁接苗生理指標的影響

在土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中葉綠素含量的變化見表2;葉片中SOD和POD活性以及MDA含量的變化見表3。

2.2.1 對葉綠素含量的影響 經(jīng)過2年的土壤Cu脅迫處理，所有嫁接苗的葉片均未表現(xiàn)出明顯的黃化現(xiàn)象。由葉綠素含量的測定結(jié)果(表2)可見:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗葉片中的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量或高于對照或低于對照但與對照均無顯著差異(P＞0.05)，說明Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉綠素的合成和積累沒有明顯影響。但各處理組葉綠素a/b比值均低于對照，且隨Cu質(zhì)量濃度的提高呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢，其中，600和900 mg·kg-1Cu處理組的葉綠素a/b比值與對照有顯著差異(P＜0.05)，表明中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫處理對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉綠素組成有較大影響，其中，對葉綠素a合成和積累的抑制作用較大。

表2 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中葉綠素含量的影響(±SE)1)Table 2 Effect of Cu stress in soil on chlorophyll content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表2 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中葉綠素含量的影響(±SE)1)Table 2 Effect of Cu stress in soil on chlorophyll content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫字母表示經(jīng)LSD檢驗差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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2.2.2 對SOD和POD活性及MDA含量的影響 由表3可以看出:經(jīng)300和600 mg·kg-1Cu脅迫處理后牡丹嫁接苗葉片的SOD活性顯著高于對照;經(jīng)900 mg·kg-1Cu脅迫處理后葉片SOD活性雖然較前2個處理有所降低且也高于對照，但與對照的差異未達到顯著水平。經(jīng)300 mg·kg-1Cu脅迫處理后葉片的POD活性顯著高于對照，而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后嫁接苗葉片的POD活性均低于對照，其中600 mg·kg-1Cu處理組葉片POD活性與對照有顯著差異。說明在一定質(zhì)量濃度土壤Cu脅迫條件下，牡丹嫁接苗體內(nèi)的SOD和POD活性受到激發(fā)，起到保護酶的作用;但Cu質(zhì)量濃度高于一定范圍時，SOD和POD活性受到明顯抑制，且POD活性較SOD活性更易受Cu脅迫的抑制。

表3 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中SOD和POD活性及MDA含量的影響(±SE)1)Table 3 Effect of Cu stress in soil on activities of SOD and POD and MDA content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表3 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中SOD和POD活性及MDA含量的影響(±SE)1)Table 3 Effect of Cu stress in soil on activities of SOD and POD and MDA content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫字母表示經(jīng)LSD檢驗差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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由表3還可見:經(jīng)300 mg·kg-1Cu脅迫處理后葉片中 MDA含量低于對照，而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后MDA含量均高于對照，其中600 mg·kg-1Cu處理組MDA含量與對照有顯著差異，說明在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下嫁接苗的膜脂過氧化加劇，Cu脅迫對細胞膜造成一定的損傷。

2.3 土壤Cu脅迫對牡丹嫁接苗各部位礦質(zhì)元素含量的影響

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位大量元素P、K、Ca和Mg含量的測定結(jié)果見表4;不同部位微量元素Cu、Fe、Mn和Zn含量的測定結(jié)果見表5。

2.3.1 對大量元素含量的影響 由表4可知:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片中的P含量均高于對照、莖中的P含量均低于對照、根中的P含量或高于對照或低于對照，其中，經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后葉片中的P含量與對照差異顯著，經(jīng)300 mg·kg-1Cu處理后莖中P含量與對照差異顯著，而各處理組根中的P含量與對照均無顯著差異。

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片和根中的K含量均高于對照，莖中的K含量或高于對照或低于對照，其中，葉片K含量在300和900 mg·kg-1Cu脅迫條件下與對照有顯著差異，莖中K含量在300 mg·kg-1Cu脅迫條件下與對照有顯著差異，而根中的K含量則在600和900 mg·kg-1Cu脅迫條件下與對照差異顯著。

表4 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位大量元素含量的影響(±SE)1)Table 4 Effect of Cu stress in soil on macro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表4 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位大量元素含量的影響(±SE)1)Table 4 Effect of Cu stress in soil on macro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫字母表示經(jīng)LSD檢驗差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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表5 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位微量元素含量的影響(±SE)1)Table 5 Effect of Cu stress in soil on micro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表5 土壤Cu脅迫對牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位微量元素含量的影響(±SE)1)Table 5 Effect of Cu stress in soil on micro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫字母表示經(jīng)LSD檢驗差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片中Ca含量均低于對照但差異均不顯著;經(jīng)300和600 mg·kg-1Cu處理后莖中的Ca含量低于對照，而經(jīng)900 mg·kg-1Cu處理后莖中的Ca含量則高于對照，但差異均不顯著;經(jīng)300 mg·kg-1Cu處理后根中的Ca含量低于對照，而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后根中的Ca含量則均高于對照，但差異均不顯著。

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹嫁接苗葉片中的Mg含量均高于對照且與對照差異顯著;莖和根中的Mg含量或高于對照或低于對照，但與對照均無顯著差異。

2.3.2 對微量元素含量的影響 由表5可知:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片中的Cu含量均低于對照但無顯著差異，莖和根中的Cu含量均高于對照，其中，600和900 mg·kg-1Cu處理組莖中的Cu含量與對照差異顯著;而各處理組根中的Cu含量均大幅度高于葉和莖，且與對照均有顯著差異，并隨Cu質(zhì)量濃度的提高而逐漸增加。由此可見，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗根部是吸收Cu的主要器官，能使其地上部分的Cu含量維持在較低水平，從而減輕Cu對植株地上部分的毒害作用。

由表5還可見:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后嫁接苗葉、莖和根中的Fe含量或高于對照或低于對照，但與對照均無顯著差異，說明在土壤Cu脅迫條件下嫁接苗各部位對Fe的吸收均未受到明顯影響。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后嫁接苗葉和根中的Mn含量或高于對照或低于對照，但差異均不顯著;而莖中Mn含量均高于對照，其中僅300 mg·kg-1Cu處理組莖中的Mn含量與對照有顯著差異。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后嫁接苗葉、莖和根中的Zn含量均低于對照，但葉片中Zn含量與對照差異顯著，莖中Zn含量與對照無顯著差異，僅900 mg·kg-1Cu處理組根中Zn含量顯著低于對照。

2.4 土壤Cu脅迫條件下牡丹嫁接苗的Cu富集及轉(zhuǎn)運能力分析

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位的Cu富集系數(shù)以及不同部位Cu轉(zhuǎn)運系數(shù)見表6。

表6 土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位的Cu富集及轉(zhuǎn)運系數(shù)(±SE)1)Table 6 Cu enrichment and translocation coefficients in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’under Cu stress in soil(±SE)1)

表6 土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位的Cu富集及轉(zhuǎn)運系數(shù)(±SE)1)Table 6 Cu enrichment and translocation coefficients in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’under Cu stress in soil(±SE)1)

1)同列中不同的小寫字母表示經(jīng)LSD檢驗差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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富集系數(shù)(enrichment coefficient)能夠反映植物對重金屬的富集能力，富集系數(shù)越高，表明植物對該重金屬元素的吸收能力越強［16］。由表6可以看出:在對照和不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹嫁接苗根的Cu富集系數(shù)均最大、葉的Cu富集系數(shù)均最小，說明在土壤Cu脅迫條件下根系對Cu的吸收能力最強。在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下嫁接苗各部位的Cu富集系數(shù)均顯著低于對照，但各處理組間無顯著差異，這一現(xiàn)象可能與各處理組盆栽基質(zhì)中Cu質(zhì)量濃度過高有關(guān)。

轉(zhuǎn)運系數(shù)(translocation coefficient)能夠反映出植物從下部組織向上部組織運輸重金屬的能力，也能體現(xiàn)重金屬在植物組織中的分布狀況。由表6還可見:在對照和不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹嫁接苗由莖至葉的Cu轉(zhuǎn)運系數(shù)均最大，由根至葉的Cu轉(zhuǎn)運系數(shù)均最小;且在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，嫁接苗體內(nèi)由莖至葉、由根至葉和由根至莖的Cu轉(zhuǎn)運系數(shù)均顯著低于對照，且各處理組間無顯著差異。說明在土壤Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗能夠?qū)Ⅲw內(nèi)的Cu積累在下部組織中，并能有效阻止Cu向上部組織轉(zhuǎn)運，從而減輕Cu對植株地上部分的毒害作用。

3 討論和結(jié)論

在重金屬脅迫條件下，一些植物能夠?qū)⒋蟛糠种亟饘匐x子積累在根部，以減輕重金屬對植株地上部分的毒害作用［17-18］。本研究中，經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗體內(nèi)Cu主要積累在根部，且根中Cu含量隨土壤中Cu質(zhì)量濃度的提高顯著增加，據(jù)此可認為牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗屬于根部囤積型植物。

田勝尼等［19］的研究結(jié)果表明:銅尾礦對豆科(Fabaceae)植物主根的伸長及側(cè)根的發(fā)生具有抑制作用，本研究也得出類似的結(jié)果，即土壤中高質(zhì)量濃度Cu脅迫能夠抑制牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗主根的伸長生長，在土壤Cu脅迫條件下一級側(cè)根數(shù)量也顯著減少。由于根系直接與Cu脅迫環(huán)境接觸，且積累在根部的Cu離子對細胞分裂有一定的負作用，尤其在高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下根系中過多的Cu導致毒害作用進一步加深，對主根的生長和側(cè)根的形成產(chǎn)生明顯的抑制作用。

在本研究中，不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理對牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗的新枝長度無顯著影響，僅高質(zhì)量濃度(900 mg·kg-1)Cu處理對葉面積擴展及比葉質(zhì)量增加有顯著的抑制作用;不同質(zhì)量濃度Cu脅迫對葉片葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量均無顯著影響，但對葉綠素a/b比值有較大影響，其中經(jīng)中、高質(zhì)量濃度(600和900 mg·kg-1)Cu脅迫處理后葉綠素a/b比值均較對照顯著下降。根據(jù)“葉片衰老時葉綠素a/b比值降低［20］”這一規(guī)律，可見經(jīng)中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉片提前進入衰老進程，且高質(zhì)量濃度Cu脅迫處理對牡丹嫁接苗植株的光合作用及營養(yǎng)物質(zhì)的積累有明顯的抑制作用。

重金屬脅迫可導致植物體內(nèi)大量活性氧自由基的產(chǎn)生，從而對細胞膜造成傷害;而植物自身能夠啟動保護系統(tǒng)來清除體內(nèi)的活性氧自由基，以減輕脅迫環(huán)境對機體的傷害［21］。在中、低質(zhì)量濃度(600和300 mg·kg-1)Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗的SOD活性均較對照顯著增加，而在高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下SOD活性并未表現(xiàn)出較中、低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著降低的現(xiàn)象，表明在土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗啟動體內(nèi)的SOD系統(tǒng)以清除體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧自由基，且其SOD系統(tǒng)對Cu脅迫具有很強的耐受能力。在本研究中，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉片中的POD活性在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著升高，但在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下POD活性卻明顯降低，表明其POD系統(tǒng)對Cu脅迫較為敏感。在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，嫁接苗體內(nèi)的MDA含量低于對照且無顯著差異，但在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下MDA含量均較對照增加，說明在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)能有效清除體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧，而中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫對嫁接苗的傷害程度則超出了抗氧化酶系統(tǒng)的防御限度，致使細胞膜結(jié)構(gòu)遭受一定程度的破壞，膜脂過氧化程度增加，表現(xiàn)為體內(nèi)的MDA含量增加。

Graham等［22］的研究結(jié)果顯示:隨Cu脅迫濃度的提高，植物對其他礦質(zhì)元素的吸收能力降低。但在本實驗中，土壤中添加不同質(zhì)量濃度的Cu對根系中的P、Ca、Mg、Fe和 Mn 含量均無顯著影響，可見牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗植株能夠有效阻止這些礦質(zhì)元素的流失。趙艷等［23］認為55～80 mg·L-1Cu處理可以促進根系對K的吸收。本研究也得出類似結(jié)果，即在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗根系中的K含量無顯著變化，且一定質(zhì)量濃度的Cu處理還能促進嫁接苗根系對K的吸收，推測這可能是植物的一種自我保護反應，通過吸收K+來提高細胞內(nèi)陽離子的濃度，從而緩解土壤Cu脅迫對植物細胞的毒害作用。在 Cu脅迫條件下，紫鴨跖草(Setcreasea purpurea Boom)根系中 Zn 含量下降［24］。本研究也得出類似的結(jié)果，即在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉、莖和根中的Zn含量均低于對照。

本研究結(jié)果表明:在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉片中除Zn含量外，其他礦質(zhì)元素的含量總體上未顯著降低，其中，葉片中的P含量在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著增加，K含量在一定質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著增加，且Mg含量也均顯著增加。說明在土壤Cu脅迫條件下莖作為礦質(zhì)元素的運輸通道發(fā)揮了極為重要的作用，保證了葉片對礦質(zhì)元素的需求，使土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗體內(nèi)大部分礦質(zhì)元素的代謝仍能正常進行。

孫雨亮等［25］的研究結(jié)果表明:在不同濃度Cu脅迫條件下溪蓀(Iris sanguinea Donn ex Horn.)對Cu的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運系數(shù)均顯著低于對照且各處理組間差異顯著。本研究也得出類似的研究結(jié)果，即在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗根、莖和葉的Cu富集系數(shù)以及由莖到葉、由根到莖、由根到葉的Cu轉(zhuǎn)運系數(shù)均顯著低于對照，但各處理組間差異不顯著。推測Cu富集系數(shù)的顯著降低可能與盆栽土中Cu添加量過高、遠超出牡丹嫁接苗的吸收能力有關(guān);而Cu轉(zhuǎn)運系數(shù)的顯著下降則說明牡丹嫁接苗能將Cu積累在下部組織中，有效阻止Cu向上部組織的轉(zhuǎn)運，從而減輕土壤Cu脅迫對植株上部組織的傷害。

綜合分析結(jié)果表明:以鳳丹實生苗為砧木獲得的牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗對土壤Cu脅迫具備一定的耐性，在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下植株生長良好，可用于輕度Cu污染土壤的植物修復。但是，關(guān)于Cu脅迫對其開花品質(zhì)的影響則仍有待進一步研究。

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