鉛持續(xù)脅迫下不同世代蠶豆生理生化指標(biāo)的變化

吳博涵 付登高 段昌群

摘 要：為了解長期持續(xù)鉛脅迫下植物不同世代間生理生化指標(biāo)的變化，分析植物對鉛污染的適應(yīng)機(jī)制及植物對長期持續(xù)污染的響應(yīng)機(jī)理，該研究以在250 mg·kg1 Pb持續(xù)污染的實(shí)驗(yàn)田中種植所得的第4、第8、第10、第13和第15世代蠶豆種子為材料，通過盆栽法，與同世代未受Pb脅迫的蠶豆做對照，分析了與抗氧化酶系統(tǒng)、總代謝等相關(guān)的8個生理指標(biāo)，即葉綠素、蛋白質(zhì)、可溶性糖、脯氨酸（PRO）、丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽還原酶（GR）和蘋果酸脫氫酶（MDH）活力。結(jié)果表明：（1）在長期持續(xù)Pb脅迫下，與蠶豆光合作用能力有關(guān)的葉綠素含量在第8代與第13代之間與對照組相比具有顯著的差異性（P<0.05）。（2）可溶性糖含量隨脅迫時間的延長而逐漸升高，并在第10代時達(dá)到最高，隨后開始向無污染的正常水平恢復(fù)并趨于穩(wěn)定；蛋白質(zhì)含量在脅迫至第13代后開始增加。（3）MDA與PRO含量在脅迫至第10代時達(dá)到最高，并隨脅迫時間的延長而降低，至第13代后逐漸趨于穩(wěn)定。（4）抗氧化酶系統(tǒng)中的SOD、GR和MDH也同樣呈現(xiàn)出先高后低的趨勢，且GR的變化程度最大，MDH活力最早表現(xiàn)出與對照組的最大差異。研究認(rèn)為：在長期的持續(xù)Pb污染脅迫下，蠶豆種群對Pb污染脅迫的適應(yīng)性不斷提高。

關(guān)鍵詞：蠶豆，鉛，世代分化，生理生化指標(biāo)，適應(yīng)性

中圖分類號：Q948

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：10003142（2018）06071908

Abstract：In order to understand the change of physiological and biochemical indexes of plants exposed under longtermed continuous heavy metal Pb stress，and to obtain the adaptive mechanism of plants in longtermed heavy metal polluted environment，we selected the fourth，eighth，tenth，thirteenth and fifteenth generation seeds of broad bean harvested from the continuous Pb stress in 250 mg·kg 1 Pb polluted field as experimental materials，and used potted method in comparison with unpolluted broad bean of same generation，and measured eight physiological indexes related to antioxidant enzyme system and metabolism，which included the content of chlorophyll，protein，soluble sugar，proline （PRO），malondialdehyde （MDA），and activities of superoxide dismutase （SOD），glutathione reductase （GR） and malate dehydrogenase （MDH）. The results were as follows：（1） Under longtermed Pb pollution，chlorophyll content related to photosynthesis ability of broad bean between the eighth and thirteenth generation had significant differences （P<0.05） with control group. （2） Soluble sugar content increased gradually with the duration of stress，and increased to the highest level in the tenth generation and then began to return to normal unpolluted level. Protein content increased from the thirteenth generation. （3） Longtermed Pb pollution stress also produced significant changes in the membrane of broad bean MDA and PRO，which presented the highest contents in the tenth generation； they decreased after the tenth generation and gradually tended to less change after the thirteenth generation. （4） SOD，GR and MDH in the antioxidant enzyme system also showed the decreasing tendency. GR displayed the largest change，and MDH showed the greatest difference among all experimental and control group at the earliest generations. Through analysis，it can be concluded that under the longtermed continuous heavy metal Pb pollution，the broad bean population has an increasing adaptability to Pb pollution.

Key words：Vicia faba，Pb， differentiation between generations，physiological and biochemical indexes，adaptation

土壤重金屬污染問題已成為全球各國共同面臨的環(huán)境問題（趙慶齡等，2010）。重金屬污染具有長期性、隱蔽性、積累性、廣泛性及不可逆性等特點(diǎn)，使其成為相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)（高健磊和王靜，2013；Nagajyoti et al，2010）。云南省礦產(chǎn)資源豐富、蘊(yùn)藏量大、分布廣、種類豐富，被譽(yù)為中國的“有色金屬王國”，有54種礦產(chǎn)保有儲量居全國前10位，其中鉛、鋅、磷、銅、銀等25種礦產(chǎn)儲量居前3位（熊國煥等，2015）。土壤中的鉛（Pb）主要來源是采礦、冶煉工業(yè)以及含Pb農(nóng)藥化肥和炸藥等的生產(chǎn)和使用，同時，含Pb的污染物通過污水灌溉、淤泥、大氣沉降等途徑進(jìn)入到土壤環(huán)境中造成污染（Reddy et al，2005）。含Pb污染物對土壤的理化性質(zhì)、土壤微生物及土壤酶活性均會造成影響，而且會影響農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，間接或直接通過食物鏈危害人體健康。

植物對Pb污染脅迫的影響研究國內(nèi)外有較多報道。即便植物在濃度很低的Pb脅迫下，仍會出現(xiàn)中毒癥狀，如膜透性的改變、有絲分裂受阻、擾亂酶活性、損傷DNA 以及改變其他生理過程等（Malar et al，2014；段德超等，2014）。Pb可以破壞植物超微結(jié)構(gòu)，降低硝酸還原酶和脫氫酶活性及葉綠素含量，對植物光合呼吸作用等生理活動造成影響，繼而影響植物的品質(zhì)（楊剛等，2005），很多植物都會對重金屬污染產(chǎn)生毒害反應(yīng)，無論是鹽生植物如海馬齒（嚴(yán)廷良等，2015），還是外來植物鳳眼蘭，在重金屬污染下均會出現(xiàn)生理、生長方面的抑制效應(yīng)（Srinivasan et al，2014 ）。當(dāng)然，植物在重金屬脅迫下，也會通過體內(nèi)代謝調(diào)節(jié)，可將重金屬的毒害作用降到最低（常學(xué)秀等，2000）。

已有的關(guān)于植物在重金屬污染下的研究，大多以不同濃度重金屬污染短期處理下展開研究工作，這種方式能展現(xiàn)急性毒害作用，但可能難以反映真實(shí)污染環(huán)境下的植物的反應(yīng)和相關(guān)的生態(tài)效應(yīng)。因?yàn)樵谧匀粭l件下，植物是在長期持續(xù)重金屬污染的情況下生長（Duan & Hu，2000）。本研究選取的實(shí)驗(yàn)材料為長期持續(xù)Pb（250 mg·kg1）脅迫下連續(xù)培養(yǎng)15個世代的蠶豆，以及同環(huán)境下無人為干擾條件下連續(xù)培養(yǎng)15個世代的蠶豆為對照。隨機(jī)選取5個世代進(jìn)行盆栽培養(yǎng)，對其相關(guān)生理生化指標(biāo)進(jìn)行測定，以分析在長期持續(xù)重金屬污染下植物生理生化的變化特征，為探討蠶豆對Pb的耐性機(jī)制、揭示植物響應(yīng)長期持續(xù)重金屬污染環(huán)境的機(jī)理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

蠶豆（Vicia faba）為蝶形花科（Papilionaceae）野豌豆屬一年生或越年生草本，是一種嚴(yán)格的自花授粉植物，是豆類作物中僅次于大豆的一種植物蛋白資源，是重要的糧食、蔬菜、副食、綠肥和養(yǎng)地作物。本研究使用的蠶豆品種為K0502，該品種蠶豆由云南農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供，并從2002年起開始在本實(shí)驗(yàn)室連續(xù)種植，已在長期持續(xù)鉛污染下種植15個世代。實(shí)驗(yàn)田分為無Pb污染和Pb污染地塊，每塊樣地規(guī)格為6.5 m×3 m×0.4 m（長×寬×厚），以水泥墻隔開，防止因淋溶作用造成土壤溶液擴(kuò)散，而且該實(shí)驗(yàn)田通風(fēng)及光照情況良好，每個世代種植時土壤中有機(jī)質(zhì)平均含量為2.81%，TN為133.35 mg·kg1，TP為64.83 mg·kg1，Pb為34.86 mg·kg1，Cd為0.12 mg·kg1，Zn為110.04 mg·kg1，Hg為0.01 mg·kg1，Mn為86.27 mg·kg1，pH值為6.4。按比例加入醋酸鉛并混勻，使Pb污染地塊鉛濃度達(dá)到250 mg·kg1，將蠶豆按每年正常農(nóng)時播種，次年將收獲的種子播在上一年度的相應(yīng)模擬污染地塊內(nèi)，連續(xù)種植15個世代，并根據(jù)收獲的生物量中可能帶走的重金屬量補(bǔ)加土壤中的重金屬Pb損耗量，每世代收獲的種子曬干后置于-80 ℃冰箱中儲存。

隨機(jī)選取Pb污染地塊（即Pb脅迫組）第4、第8、第10、第13及第15世代及對應(yīng)的正常地塊（即對照組）的蠶豆種子為實(shí)驗(yàn)材料。取等量實(shí)驗(yàn)田相應(yīng)土壤，將每個世代的種子分別種于相應(yīng)的16 cm×20 cm塑料花盆中，每盆五株，置于光照及通風(fēng)良好的相同環(huán)境中培養(yǎng)。待1個月以后，取頂端第一片成熟的蠶豆葉片，用于各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的測定。每個世代每個處理重復(fù)3次。

1.2 指標(biāo)測定及方法

可溶性糖檢測采用蒽酮比色法（張志良和瞿偉菁，2003）；蛋白定量采用考馬斯亮藍(lán)法（劉祖琪和張石城，1994）；丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法（Health & Packer，1968）；葉綠素含量測定采用丙酮浸提分光光度法（Hegedus et al，2001）；脯氨酸（PRO）含量測定采用酸性茚三酮法（李合生，2000）；總超氧化物歧化酶（TSOD）、谷胱甘肽還原酶（GR）、蘋果酸脫氫酶（MDH）活力測定參照南京建成科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒的使用方法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

每個參數(shù)測出后，對其代間及代內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計，求出平均值與標(biāo)準(zhǔn)差，GraphPad Prism制圖；使用SPSS軟件進(jìn)行LSD差異性分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 Pb持續(xù)脅迫下不同世代蠶豆葉綠素的變化

Pb持續(xù)脅迫下蠶豆葉片葉綠素含量的變化（圖1）。從圖1可以看出，在Pb脅迫下蠶豆葉片葉綠素含量顯著低于對照組（P<0.05），并隨脅迫時間的延長而下降，在脅迫至第10代時，葉綠素含量低至1.42 mg·g1，相比第8代降低了35%。當(dāng)脅迫至第13世代時，葉綠素含量升高了67%（達(dá)到2.38 mg·g1），并且與脅迫至15代的葉綠素含量無顯著差異（P>0.05），即污染至第13世代后，綠素含量趨于穩(wěn)定。從圖1還可以看出，對照組綠素含量并不隨時間的延長而改變，平均新鮮葉片葉綠素含量為2.80 mg·g1。

2.2 Pb持續(xù)脅迫下不同世代蠶豆可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的變化

Pb持續(xù)脅迫下蠶豆葉片可溶性糖含量的變化如圖2：A所示，Pb脅迫下促進(jìn)了蠶豆葉片可溶性糖的合成，其含量顯著高于對照組（P<0.05），并隨脅迫時間的延長而升高，當(dāng)脅迫至第10代時，可溶性糖含量達(dá)到最高（為4.46 mg·g1），相對于脅迫至第8代時升高了35%，隨后在第13代時降低了37%，此后可溶性糖含量隨脅迫時間的延長并無顯著差異（P>0.05）。

圖2：B顯示了Pb持續(xù)脅迫下蠶豆葉片蛋白質(zhì)含量的變化。從圖2：B可以看出，Pb脅迫至第10代時，Pb脅迫組與對照組蛋白質(zhì)含量并無顯著性差異（P>0.05），然而隨脅迫時間至第13代，蛋白質(zhì)含量比第10代時升高了28%，其含量高達(dá)1.85 g prot·L1，且顯著高于對照組（P<0.05），當(dāng)脅迫至第15代時，蛋白質(zhì)含量降低了15%，但仍顯著高于對照組（P<0.05）。

2.3 Pb持續(xù)脅迫下不同世代蠶豆MDA和PRO含量的變化

Pb持續(xù)污染下蠶豆葉片MDA含量的變化如圖3：A所示，Pb脅迫的葉片MDA含量隨著處理時間的延長而呈現(xiàn)先升后降的趨勢，且顯著高于對照組（P<0.05）；當(dāng)脅迫至第10代時，MDA含量達(dá)到最高（為7.23 nmol·mg1 prot），較脅迫至第8代時升高了91%，隨脅迫時間延長，第13代時MDA含量降低了42%（為4.16 nmol·mg1 prot），隨后MDA的含量趨于穩(wěn)定，不隨脅迫時間的延長而變化。對照組MDA平均含量為2.66 nmol·mg1 prot，各世代間無顯著差異（P>0.05）。

Pb持續(xù)污染下蠶豆葉片脯氨酸（PRO）含量的變化如圖3：B所示，蠶豆葉片PRO含量隨脅迫時間的延長而呈現(xiàn)先高后低的趨勢，且脅迫至第8代后，PRO含量顯著高于對照組（P<0.05），脅迫時間至第10代時，PRO含量升高了21%（為45.23 μg·g1），而對照組僅為23.42 μg·g1，隨后，處理組PRO含量隨脅迫時間的增長而下降，但仍顯著高于對照組含量（P<0.05）。

2.4 Pb持續(xù)脅迫下不同世代蠶豆SOD、GR和MDH活力的變化

圖4：A為在脅迫Pb污染下，蠶豆葉片SOD活力的變化，從圖4：A可以看出，脅迫時間從第4代至第8代SOD活力顯著低于對照組（P<0.05），隨著時間的增長，第13代SOD活力由第10代的803.91 U·g1上升到841.74 U·g1達(dá)到最大，且顯著高于對照組，至第15代時，處理組SOD活力降至784.11 U·g1。除脅迫至第10代時，處理組與對照組無顯著差異外（P>0.05），其它脅迫時間過程中，處理組與對照組均有顯著差異（P<0.05）。

圖4：B為Pb持續(xù)脅迫下蠶豆葉片GR活力的變化，對照組GR活力不隨時間的變化而變化，處理GR的活力隨脅迫時間的延長而升高，脅迫至第10代時，GR活力達(dá)到最高（為3 427.70 U·g1 prot），而同時間對照組GR活力僅為402.17 U·g1 prot，脅迫至第13代后，處理組GR活力降低了83%（為580.05 U·g1 prot），且與對照組無顯著差異（P>0.05），處理組至13代后GR活力無顯著變化（P>0.05）。

Pb脅迫污染下蠶豆葉片MDH活力的變化如圖4：C所示。從圖4：C可以看出，蠶豆葉片MDH活力顯著高于對照組（P<0.05），且隨脅迫時間的延長呈現(xiàn)先升后降的趨勢。脅迫至第8代時，GR活力較第4代時增強(qiáng)了48%，達(dá)到最大活力（為7.66 U·mg1 prot），同時對照組MDH活力僅為2.22 U·mg1 prot，第8代后MDH活力逐漸降低，脅迫至第13代后，MDH活力趨于穩(wěn)定，不隨時間變化而變化，且與對照組無顯著差異（P>0.05）。

3 討論

3.1 長期持續(xù)Pb脅迫下蠶豆生理指標(biāo)的變化特點(diǎn)

通常根系周圍土壤溶液中的重金屬含量是影響其生物有效性的重要因素之一（楊剛等，2005）。對于壤土、粘土等類的土壤，只要沒有水土流失，進(jìn)入其中的重金屬被淋溶排出的速度是很微弱的（段昌群等，1997）。本研究模擬污染所添加的是離子態(tài)的重金屬Pb，土壤可以吸附Pb，且以離子態(tài)不斷溶出進(jìn)入土壤溶液，使土壤長期持續(xù)保持在一定的Pb濃度范圍。本研究每個污染世代間均設(shè)有對照組，且其他環(huán)境條件相同，從而在相同世代或不同世代間以對照組作為參比，從而保證所產(chǎn)生的差異是由重金屬Pb長期持續(xù)污染導(dǎo)致的。

3.1.1 Pb持續(xù)脅迫對蠶豆葉綠素的影響 光合作用是衡量植物合成功能的重要生理指標(biāo)，葉綠素是植物光合作用的主要色素，葉綠素含量的變化，既可反映植物葉片光合作用功能的強(qiáng)弱，也是植物響應(yīng)逆境脅迫的重要方式。植物在Pb脅迫下葉綠素含量會降低，孫健等（2007）通過單一重金屬對燈心草的脅迫研究可知，Pb對葉綠素的破壞，導(dǎo)致光合速率降低，并且降低效應(yīng)與脅迫程度成正比。在本研究中，蠶豆在Pb脅迫第8至第13代期間，葉綠素含量變化最劇烈，可能是因?yàn)樵陂L期持續(xù)重金屬Pb脅迫下，植物生理功能隨脅迫時間不斷延長發(fā)生損害作用持續(xù)積累，達(dá)到了影響植物正常光合作用的程度；在脅迫至第13代后，蠶豆對長期持續(xù)的Pb脅迫產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性，并向正常水平恢復(fù)，其光合作用可能也逐漸恢復(fù)并趨于穩(wěn)定。

3.1.2 Pb持續(xù)脅迫對蠶豆代謝能力的影響 植物體內(nèi)參與各種代謝的酶類大多是可溶性蛋白，可溶性糖是光合作用的重要產(chǎn)物，并且在植物體內(nèi)起到滲透調(diào)節(jié)的作用。通過可溶性蛋白和可溶性糖含量的變化可了解植物體總代謝的情況。在重金屬Pb脅迫下，植物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和可溶性糖含量升高（Kosobrukhov et al，2004；杜天慶等，2009）。由本研究結(jié)果可知，長期持續(xù)Pb脅迫對蠶豆葉片可溶性糖和蛋白質(zhì)的合成具有刺激作用，在Pb脅迫至第10代時，葉片合成的可溶性糖含量達(dá)到最高，同時蛋白質(zhì)含量開始增加，脅迫至第13代后，可溶性糖含量趨于穩(wěn)定，蛋白質(zhì)含量達(dá)到最高；蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的提高，可增加細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)能力，同時功能蛋白的數(shù)量增加，可溶性糖起到保護(hù)酶的作用，使細(xì)胞維持在正常代謝水平，以減輕Pb的脅迫傷害。然而這種自我保護(hù)作用僅僅是在一定范圍內(nèi)的，隨著時間的增加，分解蛋白質(zhì)的速度加快，合成系統(tǒng)遭破壞（劉擁海等，2006），導(dǎo)致蛋白質(zhì)和可溶性糖含量開始降低，蠶豆代謝能力逐漸減弱，最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

3.1.3 Pb持續(xù)脅迫對蠶豆膜脂過氧化及滲透調(diào)節(jié)能力的影響 丙二醛（MDA）是植物膜脂過氧化的產(chǎn)物，是反映細(xì)胞膜脂過氧化程度和植物對逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱信號，可間接的反映出細(xì)胞損傷的程度（Kanazawa et al，2000）。脯氨酸（PRO）是植物細(xì)胞內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量可反映出植物的抗逆性。Pb污染下楊梅的MDA含量在處理第10天后處理顯著高于對照，后隨著處理時間的延長而逐漸降低（何冰等，2009）。從香豌豆幼苗在Pb脅迫下的研究中可知，PRO含量與細(xì)胞膜系統(tǒng)受損有關(guān)（司衛(wèi)靜等，2013）。

本研究中，蠶豆經(jīng)長期持續(xù)Pb脅迫后，MDA和PRO含量均升高，并于第10代時達(dá)到最高。導(dǎo)致Pb與膜蛋白的SH結(jié)合，或與磷酸酰乙醇胺和單分子層的磷脂絲氨酸反應(yīng)造成膜蛋白的磷脂結(jié)構(gòu)改變，從而損害了質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能。這說明蠶豆在長期持續(xù)Pb脅迫的過程中，體內(nèi)的活性氧、自由基逐漸增加，MDA、PRO大量積累。當(dāng)脅迫至第10代時，MDA和PRO含量開始逐漸降低，并向?qū)φ战M的正常值恢復(fù)。其原因可能是在持續(xù)Pb污染下細(xì)胞保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的耐受性，使膜的結(jié)構(gòu)和功能開始恢復(fù)，細(xì)胞代謝逐漸穩(wěn)定。

3.1.4 Pb持續(xù)脅迫對蠶豆抗氧化酶系統(tǒng)的影響 Pb污染可使細(xì)胞內(nèi)的酶變性失活，甚至遭到破壞，最終導(dǎo)致代謝的失衡。Pb脅迫下，植物體內(nèi)的抗氧化酶活性的變化可反映出污染程度的強(qiáng)弱以及植物自身抗逆潛力（Alscher et al，1997）。植物通過體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)清除或減少所產(chǎn)生的活性氧，保護(hù)組織細(xì)胞不受傷害，從而表現(xiàn)出氧化脅迫的抗性（劉周莉等，2009）。

本研究結(jié)果表明，在重金屬Pb脅迫下，SOD活力略有降低，GR和MDH活力有所升高，活性氧自由基增加，抗氧化酶活性增強(qiáng)。MDH在脅迫至第8代、GR在脅迫至第10代、SOD在脅迫至第13代后相繼達(dá)到最高活力，然后開始下降，向?qū)φ战M的穩(wěn)定狀態(tài)趨近。這可能是因?yàn)楫?dāng)氧化酶系統(tǒng)相互作用達(dá)到一定限度后，抗氧化酶結(jié)構(gòu)改變，活性降低，并隨著污染時間的延長，抗氧化酶系統(tǒng)對Pb脅迫產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性。

3.2 長期持續(xù)重金屬脅迫下植物適應(yīng)性探討

在對照組中，隨著種植世代的增加，葉綠素、蛋白質(zhì)和脯氨酸含量對照組不同世代間也表現(xiàn)出一定的差異，這可能是因?yàn)樵诙啻N植后，蠶豆自身發(fā)生了一定變化，且這些指標(biāo)對于該變化敏感，所以在對照組中也表現(xiàn)出一定的差異，但是這與長期持續(xù)Pb脅迫下的變化相比并不是很大，所以Pb脅迫仍占主導(dǎo)因素。在Pb脅迫下，蠶豆在生理生化水平上均發(fā)生了一定的反應(yīng)，各項(xiàng)生化指標(biāo)為了生存和生長，光合能力減弱，代謝與抗氧化能力增強(qiáng)，但隨著世代的增加，有些生理指標(biāo)開始與對照組差異變小，有些生理指標(biāo)開始向脅迫初始時期恢復(fù)且隨世代的增加而保持穩(wěn)定狀態(tài)，對Pb脅迫產(chǎn)生了一定的適應(yīng)。生物在持續(xù)污染下，隨著世代的推移，會產(chǎn)生漸進(jìn)性的適應(yīng)。如昆蟲在長期大氣污染條件下產(chǎn)生了“工業(yè)黑化”現(xiàn)象；在重金屬污染的土壤中，植物對污染產(chǎn)生了適應(yīng)性，形成耐性群落；或者一些原本不具有耐性的植物群落，由于長期生長在受污染的土壤中，而產(chǎn)生適應(yīng)性，形成了耐性生態(tài)型（Duan & Hu，2000）。這表明植物在重金屬的脅迫下，其生理生化和分子生物學(xué)方面會產(chǎn)生一定的變化，從而具有某種特定的耐性及抗性機(jī)制。

本研究通過對Pb持續(xù)脅迫下不同世代蠶豆生理生化指標(biāo)變化的研究表明，蠶豆隨著脅迫時間的增加而形成了某種特定的適應(yīng)機(jī)制，而且這種適應(yīng)是由重金屬Pb所誘發(fā)。蠶豆是嚴(yán)格的自花授粉，導(dǎo)致各項(xiàng)生理生化在代內(nèi)和代間有如此顯著的差異，既有可能是基因突變的結(jié)果，也有可能是基因的差異性表達(dá)引起的。相形之下，在相對較短的時間內(nèi)，基因突變引起這種定向適應(yīng)可能性不大，因此，本研究出現(xiàn)的這種情形主要是重金屬Pb在持續(xù)污染條件下，誘導(dǎo)了蠶豆種群內(nèi)多基因的差異表達(dá)。

對于蠶豆對Pb的適應(yīng)機(jī)制的遺傳變異基礎(chǔ)是什么，不同世代間差異表達(dá)的基因有哪些，在長期持續(xù)脅迫下，這些差異表達(dá)基因的表達(dá)量隨世代的增加會有怎樣的變化等問題，目前還了解甚少，需在后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究中繼續(xù)探索。未來應(yīng)將生理生化水平與分子水平相結(jié)合，進(jìn)一步分析長期持續(xù)Pb脅迫條件下，不同世代蠶豆適應(yīng)性機(jī)制及其遺傳結(jié)構(gòu)變化特征，并從種群角度了解其生態(tài)分化及微進(jìn)化趨勢，以闡明在重金屬脅迫條件下植物的適應(yīng)機(jī)制，為重金屬污染下的植物進(jìn)化方向提供依據(jù)，為培育抗性品種以及污染環(huán)境的修復(fù)提供理論支持。

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