Hg2+對(duì)豌豆幼苗生長及某些生理特性的影響

劉金鑫甘肅省慶陽市鎮(zhèn)原縣鎮(zhèn)原中學(xué)

Hg2+對(duì)豌豆幼苗生長及某些生理特性的影響

劉金鑫
甘肅省慶陽市鎮(zhèn)原縣鎮(zhèn)原中學(xué)

摘要：研究在梯度Hg2+濃度脅迫下，豌豆幼葉中葉綠素和可溶性蛋白質(zhì)的含量，過氧化氫酶（CAT）及硝酸還原酶（NR）活性受Hg2+毒害影響。結(jié)果顯示，隨著脅迫程度的增大，豌豆葉綠素含量和硝酸還原酶活性在10-6mol/l下達(dá)到峰值，爾后下降；可溶性蛋白質(zhì)含量和過氧化氫酶活性均呈下降趨勢。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Hg2+損害植物生理活性，最終導(dǎo)致植物死亡，隨著Hg2+脅迫的增大，植物生長程度和植物生理變化是同步的，植物受害的程度表現(xiàn)出明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系[2]。

關(guān)鍵詞：Hg2+；豌豆；葉綠素；可溶性蛋白質(zhì)；過氧化氫酶；硝酸還原酶

隨著礦產(chǎn)資源大量開發(fā)利用，各種化學(xué)產(chǎn)品，農(nóng)藥及化肥的廣泛使用以及城市污泥、污水排放引起了環(huán)境極度惡化，重金屬污染物造成土壤、水體的污染越來越嚴(yán)重，尤其土壤和水體被重金屬汞污染后很難消除[1]，這樣不僅使農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)受到影響，而且還會(huì)通過食物鏈影響人類健康，探討重金屬對(duì)植物的污染機(jī)制為環(huán)保和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1.材料與方法

1.1材料

供試豌豆是由鎮(zhèn)原縣種子公司提供。

1.2方法

選取飽滿、完整、色澤鮮亮、大小均勻的豌豆種子，在22oC下用蒸餾水浸泡，6h后取種子點(diǎn)播于直徑為12cm的培養(yǎng)皿中濕潤的濾紙上，分別用CK（0）10-6mol/l,10-5mol/l,10-4mol/l,10-3mol/l的培養(yǎng)液澆灌處理。每一處理重復(fù)4次，每一重復(fù)為50粒，加蓋后置于25℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)7d后統(tǒng)計(jì)萌發(fā)率，測量根長、苗長。然后加入用HCL處理過的細(xì)砂基質(zhì)，培養(yǎng)12d后，按照比爾定律測定葉綠素的含量；紫外吸收法（SPEORD50型紫外吸收光分析儀）測定蛋白質(zhì)的含量；硫代硫酸鈉滴定法測定過氧化氫酶活性；用α—萘胺比色法測定硝酸還原酶活性。28d后取植株莖、葉和根在105oC烘干30 min，再在80oC烘干，稱取干重。

2.結(jié)果與分析

2.1對(duì)種子萌發(fā)的影響

從表1可知,豌豆種子發(fā)芽率隨Hg2+濃度增大而成下降趨勢, 10-6mol/l的濃度對(duì)種子萌發(fā)影響不大,與對(duì)照無明顯差異,10-4mol/l 和10-3mol/l兩個(gè)濃度均嚴(yán)重抑制種子的萌發(fā),尤其是10-3mol/l濃度處理,不僅萌發(fā)遲,發(fā)芽率低，根莖變粗,且根部燒尖,不能正常生長。

表1　不同濃度Hg2+處理下豌豆的萌發(fā)率

2.2對(duì)幼苗生長的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明(表2)豌豆經(jīng)不同濃度Hg2+溶液處理后,隨著濃度的提高,根長和苗長都有顯著的抑制現(xiàn)象,尤其10-3mol/l的處理下,根苗基本破壞，根尖已變成深褐色,與對(duì)照相比生長明顯下降。

表2　不同濃度Hg2+處理下豌豆幼苗的生長狀況

圖1　Hg2+脅迫下豌豆幼苗葉片的CAT活性

圖2　Hg2+脅迫下豌豆幼苗葉片的NR活性

過氧化氫酶(CAT)是清除植物體內(nèi)的H2O2使植物細(xì)胞免受傷害的保護(hù)酶之一.由圖1可知,隨著處理濃度的提高,幼苗CAT活性隨之減弱,但是在10-4mol/l時(shí)活性稍有反彈,但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)照,這種變化趨勢可能是對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性反映,而在10-3mol/l時(shí)活性急劇下降,說明Hg2+可能已經(jīng)破壞了植物細(xì)胞,同時(shí)也說明了Hg2+可以降低清除H2O2的能力,降低細(xì)胞抗膜脂氧化的能力。

3.討論

豌豆經(jīng)不同濃度Hg2+溶液處理,種子的萌發(fā)明顯受抑,抑制作用隨處理濃度的提高而增強(qiáng);對(duì)根苗生長也有明顯抑制作用,且隨濃度提高,根和莖變粗、變短,尤其在10-3mol/l時(shí)根已出現(xiàn)深褐色，這種現(xiàn)象可能是Hg2+對(duì)豌豆根尖細(xì)胞分裂的影響而造成的[1]。降低H2O2和NR活性是降低植物代謝，影響植物生長的重要原因之一。pr含量和葉綠素含量隨著濃度的提高而呈下降趨勢。說明Hg2+對(duì)豌豆幼苗中葉綠素和可溶性pr含量的毒害作用與濃度有關(guān)，且濃度越高毒害作用愈加明顯。由此說明Hg2+可以加速豌豆幼葉的衰老。也有實(shí)驗(yàn)表明Hg2+不僅能損害植物的生理活性，而且也可能破壞植物細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致植物死亡[2]。所以研究重金屬汞(Hg2+)對(duì)植物的影響有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆世才.鋁對(duì)豌豆生長的影響，生態(tài)學(xué)雜志,2003,22（2）: 80—81

[2]施國新,徐勤松,張小蘭,等.Hg2+和Cd2+脅迫對(duì)滿江紅生理和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響.植物學(xué)報(bào).2003,45（4）:437—444.