金納米簇對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響

王佳琪，伊赫文，李歡，高小清，王微，宋凱

（長(zhǎng)春師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130032）

金納米簇對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響

王佳琪，伊赫文，李歡，高小清，王微，宋凱*

（長(zhǎng)春師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130032）

本研究是關(guān)于金納米簇對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽和生長(zhǎng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)金納米簇對(duì)種子發(fā)芽數(shù)量影響不大，但在種子萌發(fā)過(guò)程中所有的處理均明顯抑制了幼苗的長(zhǎng)度，并且隨著金納米簇溶液濃度增加抑制作用增強(qiáng)。

金納米簇；紫花苜蓿；種子發(fā)芽；幼苗生長(zhǎng)

截至目前，還沒(méi)有關(guān)于金納米簇材料對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽和幼芽生長(zhǎng)影響的相應(yīng)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以紫花苜蓿種子作為研究對(duì)象，觀察其不同濃度梯度的金納米簇懸濁液對(duì)紫花苜蓿發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響，旨在為探討其對(duì)牧草的毒性原理提供有效的科學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

金納米簇（大小為2 nm），紫花苜蓿種子。

1.2 方法

1.2.1 金納米簇和金離子對(duì)種子萌發(fā)和幼苗長(zhǎng)度的影響 75%的乙醇溶液浸泡籽粒飽滿的種子約1min消毒。分別制備0.0125 mol/L、0.0625 mol/L、0.125 mol/L、0.625mol/L、1.25mol/L的金納米簇懸濁液，將洗干凈的紫花苜蓿種子放在鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，每組3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，每個(gè)培養(yǎng)皿放30顆種子，往培養(yǎng)皿中各加5ml的懸濁液，用重量法每天補(bǔ)充懸濁液，將種子放在30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d，每天光照6h，觀察并記錄種子發(fā)芽情況，用尺子量取發(fā)芽種子的幼苗長(zhǎng)度。氯金酸溶液替代金納米簇溶液，方法同前。

1.2.2 數(shù)據(jù)計(jì)算及處理辦法發(fā)芽率=7d發(fā)芽種子數(shù)/供試驗(yàn)種子數(shù)×100%；發(fā)芽實(shí)驗(yàn)每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，統(tǒng)計(jì)好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，制成圖表進(jìn)行分析[1]。

2 結(jié)果與分析

2.1 金納米簇對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽率和幼苗長(zhǎng)度的影響

與純水對(duì)照組進(jìn)行比較，不同濃度的金納米簇懸濁液對(duì)種子的發(fā)芽均表現(xiàn)出抑制作用，隨著懸濁液濃度的增加，對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽的抑制作用表現(xiàn)越強(qiáng)，其中0.0125 mol/L的金納米簇對(duì)種子發(fā)芽抑制作用最小，而0.125mol/L、0.625 mol/L的金納米簇懸濁液對(duì)種子處理差異并不明顯，發(fā)芽率為47%～61%，濃度為1.25mol/L的對(duì)種子的抑制作用最大，種子的發(fā)芽率僅為26%。同前的趨勢(shì)，金納米簇懸濁液對(duì)種子發(fā)芽后幼苗的生長(zhǎng)均有抑制作用，隨著濃度的增加，對(duì)幼苗生長(zhǎng)的長(zhǎng)度抑制作用越大，其中，0.0125mol/L、0.0625mol/L的金納米簇處理之間差異并不算明顯，紫花苜蓿種子發(fā)芽后的幼苗長(zhǎng)度分別為2.40cm和1.92cm；而0.125mol/L、0.625mol/L、1.25mol/L的金納米簇處理之間的差異不顯著，幼苗的發(fā)芽長(zhǎng)度為1.25～1.35cm；前兩者與后三者差異較大（見(jiàn)表1）。

表1 不同濃度的金納米簇對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽和幼苗長(zhǎng)度的影響

2.2 金離子對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽率和幼苗長(zhǎng)度的影響

已有多種研究表明，金屬納米氧化物的毒性主要就在于其本身溶出的金屬離子[2,3]，金納米簇中的金離子可以進(jìn)入到植物幼苗根部并且進(jìn)行轉(zhuǎn)移[4]。所以當(dāng)金納米簇的濃度不斷加大時(shí)，就會(huì)有更多的金離子進(jìn)入到植物的根部，并分散到植物的體內(nèi)，其主要表現(xiàn)為影響種子的發(fā)芽和發(fā)芽后幼苗生長(zhǎng)的長(zhǎng)度。這與氯金酸實(shí)驗(yàn)組結(jié)果相吻合。

與對(duì)照組純水相比，隨著氯金酸濃度的增加，對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽率的抑制作用越來(lái)越大，除2.8mmol/L和4.0mmol/L兩組氯金酸溶液之間處理后的差異不顯著之外（發(fā)芽率為15%），其他不同濃度的氯金酸處理之間有明顯不同（見(jiàn)表2）。和對(duì)照組純水相比較，在氯金酸濃度為0.4mmol/L以上時(shí)，對(duì)紫花苜蓿中的抑制作用明顯增強(qiáng)，而1.6mmol/L和2.8mmol/L兩組氯金酸溶液之間處理的差異并不明顯，幼苗的長(zhǎng)度為1.13～1.26cm；在濃度為4.0mmol/L時(shí)，幼苗的長(zhǎng)度僅為0.99 cm（見(jiàn)表2）。

表2 不同濃度的氯金酸對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽和幼苗長(zhǎng)度的影響

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)表明，不同濃度的金納米簇對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽率和發(fā)芽后幼苗的生長(zhǎng)確有影響，隨著金納米簇濃度的增加，其對(duì)紫花苜蓿種子的抑制作用加大，表明了金納米簇對(duì)紫花苜蓿種子的發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)確實(shí)有毒害作用。

[1]Lee W M,An Y J,Yoon H,et al.Toxicity and bioavailability of copper nanoparticles to the terrestrial plants mung bean(Phaseolusradiatus)and wheat(Triticum aestivum)：plant agar test for water-insoluble nanoparticles [J]．EnvironmentalToxicology & Chemistry,2008,27(09)：1915-1921.

[2]向壘,莫測(cè)輝,盧錫洪,等.納米氧化銅對(duì)白菜種子發(fā)芽的毒害作用研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(09):1830-1835.

[3]Yang L,Watt D J.Particle surface characteristics may play an important role in phytotoxicity of alumina nanoparticles[J]. Toxicology Letter,2005,158：122-132.

[4]蘇愛(ài)華,林匡飛,張衛(wèi),等.納米氧化鈦對(duì)油菜種子發(fā)芽與幼苗生長(zhǎng)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2009,28(02):316-320.

2017年吉林省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助

S731.12

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.18.015

王佳琪，在讀本科生，研究方向：生物科學(xué)。

宋凱，博士，副教授，研究方向：納米生物學(xué)。