王彤，王洪成，李博，穆立薔，楊龍，馬靜

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 哈爾濱 150040；2.東北大學(xué)，沈陽 110819； 3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院，哈爾濱 150069)

汽車尾氣脅迫對(duì)6種花灌木葉片脯氨酸含量的影響

王彤1,3，王洪成1,3，李博2，穆立薔1*，楊龍3，馬靜3

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 哈爾濱 150040；2.東北大學(xué)，沈陽 110819； 3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院，哈爾濱 150069)

以紫丁香(Syringaoblata)、衛(wèi)矛(Euonymusalatus)、連翹(Forsythiasuspensa)、茶條槭(AcerginnalaMaxim)、 金葉榆(Ulmuspumilacv.jinye)和玫瑰(Rosarugosa)6種灌木為研究對(duì)象，設(shè)置相同時(shí)間不同濃度及相同濃度不同時(shí)間，采用開頂式氣室進(jìn)行熏氣處理，運(yùn)用熏氣方法及熏氣濃度測(cè)定方法?？偨Y(jié)出6種花灌木的葉片脯氨酸含量隨尾氣處理不時(shí)間、不同濃度的變化規(guī)律。

汽車尾氣脅迫；花灌木；脯氨酸含量

目前，我國以過億的汽車保有量成為全世界第一的汽車產(chǎn)銷國，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國在汽車和其配件的生產(chǎn)，保養(yǎng)和維修上差距還是很大，致使汽車有害物質(zhì)的排放大幅度的超出了國際平均水平，導(dǎo)致了汽車尾氣對(duì)我國城市環(huán)境的危害日益嚴(yán)重[1]，其中超過60%的大氣污染源自汽車的尾氣污染[2]，作為我國城市大氣污染的頭號(hào)源頭，汽車尾氣嚴(yán)重的危害了人類的身體健康，破壞了我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，較為嚴(yán)重的影響了動(dòng)植物的生存及繁殖[3]。此次試驗(yàn)對(duì)供試的6種花灌木利用開頂式氣室進(jìn)行熏氣處理，測(cè)定除了葉片脯氨酸含量變化情況，為城市篩選適合的綠化植物提供了重要的參考，同時(shí)對(duì)于如何優(yōu)化改善城市生態(tài)系統(tǒng)，美化城市環(huán)境以及監(jiān)測(cè)PM2.5都有著巨大的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取生長狀況相對(duì)均勻的紫丁香(Syringaoblata)、衛(wèi)矛(Euonymusalatus)、連翹(Forsythiasuspensa)、茶條槭(AcerginnalaMaxim)、 金葉榆(Ulmuspumilacv.jinye)和玫瑰(Rosarugosa)等6種花灌木的2a實(shí)生苗，單株盆栽培養(yǎng)，盆頂部邊緣直徑30cm，高25cm。栽培基質(zhì)為黑龍江省園藝分院苗木基地林下腐殖土，是東北地區(qū)典型的暗棕壤腐殖層和淀積層土壤的混合物(pH=6.6，有機(jī)質(zhì)含量<10%)。2010年6月份將植株進(jìn)行盆栽，并置于基地的空地進(jìn)行適應(yīng)性培育，以相同的條件進(jìn)行管理。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)置兩種處理方式：相同時(shí)間(1d)不同濃度處理(Concentration of stress，CS)，處理濃度分別為20μg/m3、30μg/m3、40μg/m3、50μg/m3和60μg/m3；相同濃度(40μg/m3)不同時(shí)間處理(Time of stress，TS)，處理時(shí)間分別為1d、3d、5d[4-5]。選擇晴好天氣對(duì)植物進(jìn)行熏氣處理，每天的處理時(shí)間均為7:00～17:00，每種植物每個(gè)處理均設(shè)置5盆，同時(shí)設(shè)置5盆置于對(duì)照室作為對(duì)照(CK)，熏氣結(jié)束后對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行采樣，對(duì)每種植物均采相同高度長勢(shì)相近的葉片，并立即運(yùn)至生理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行生理指標(biāo)的測(cè)定[6]。于2010年8月進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，9月正式進(jìn)行熏氣處理并對(duì)處理植株進(jìn)行采樣和生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.2 熏氣方法及熏氣濃度測(cè)定方法。采用開頂式氣室進(jìn)行熏氣處理，氣室為八邊形，邊長1.5m，高2.2m，以實(shí)木為框架支撐，周邊罩農(nóng)用聚氯乙烯塑料薄膜。在無陰影遮擋的開闊地，設(shè)置2個(gè)相同的開頂式氣室，1個(gè)為熏氣室，1個(gè)為對(duì)照室，各植株以均勻距離隨機(jī)分布于氣室內(nèi)。以93號(hào)汽油為燃料，利用“宗申”牌汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供尾氣，尾氣經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣筒與鼓風(fēng)機(jī)并聯(lián)，由帶有閥門的PPR管連接至水浴冷卻管冷卻至室溫后，進(jìn)入1個(gè)邊長為0.8m的正立方體玻璃箱內(nèi)進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，最后經(jīng)由螺旋式布?xì)夥ǖ墓艿琅湃胙瑲馐覂?nèi)，對(duì)照室同樣以螺旋式布?xì)夥ㄍㄈ肟諝?。熏氣室?nèi)溫度為25～30℃，濕度為70%～80%，對(duì)照室與熏氣室內(nèi)溫差小于2℃，濕度差小于5%，以NO2濃度代表氣室內(nèi)汽車尾氣處理濃度。

脯氨酸含量的測(cè)定：稱取葉片0.2g，利用3%的磺基水楊酸溶液研磨提取，最終體積為5mL，在沸水浴中加熱提取20min，取出冷卻后以3000r/min離心10min；取2mL上清液，2mL蒸餾水，2mL冰乙酸，4mL 2.5%酸性茚三銅，置沸水浴中顯色60min，冷卻后，加入4mL甲苯萃取紅色物質(zhì)，振蕩30s，靜止后，取甲苯相測(cè)定520nm波長，以甲苯為空白對(duì)照[7]。

標(biāo)準(zhǔn)曲線制作：在1～10μg/mL脯氨酸濃度范圍內(nèi)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。去標(biāo)準(zhǔn)溶液各2mL，加入2mL 3%磺基水楊酸、2mL冰乙酸和4mL 2.5%茚三酮溶液，置沸水浴中顯色60min，冷卻后加入4mL甲苯萃取，靜置后去甲苯相測(cè)定520nm波長處的吸收值，依據(jù)脯氨酸量和相應(yīng)吸收值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[8]。

計(jì)算方法：以吸光度為縱坐標(biāo)，脯氨酸濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，求現(xiàn)行回歸方程。

脯氨酸含量(μg·g-1)=(C·V) ×(a·W)-1

注： C—脯氨酸濃度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得

V—提取液總體積(mL)

a—測(cè)定時(shí)所吸取的體積(mL)

W—樣品重(g)

2 結(jié)果與分析

2.1 汽車尾氣不同濃度處理對(duì)葉片脯氨酸含量的影響

不同濃度尾氣處理對(duì)6種花灌木的脯氨酸含量的影響各不相同(圖1)。隨著處理濃度的增加，茶條槭的脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，并在處理濃度達(dá)到20μg/m3時(shí)達(dá)到峰值，上升至對(duì)照組的192.35% ，之后開始下降，當(dāng)處理濃度達(dá)到60μg/m3時(shí)下降至對(duì)照組的146.96%，且與其他濃度處理間無顯著差異；衛(wèi)矛的脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)處理濃度達(dá)到30μg/m3時(shí)達(dá)到峰值，為對(duì)照組的117.53%并達(dá)到顯著水平，之后開始下降，當(dāng)處理濃度達(dá)到50μg/m3時(shí)降至最低值1.164μg/g，為對(duì)照組的88.54%，處理濃度達(dá)到60μg/m3時(shí)又緩慢回升至1.357μg/g，為對(duì)照組的103.20%。

金葉榆的脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，并在處理濃度為50μg/m3時(shí)達(dá)到峰值，為對(duì)照組的149.82%，當(dāng)處理濃度達(dá)到60μg/m3時(shí)，降至對(duì)照組的138.08%；連翹、玫瑰和紫丁香呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)，分別在處理濃度為20μg/m3、40μg/m3和30μg/m3時(shí)達(dá)到峰值，為對(duì)照組的155.51%、227.49%和110.21%，之后均在50μg/m3時(shí)降至最低值，分別為對(duì)照組的107.77%、153.86%和78.77，當(dāng)處理濃度達(dá)到60μg/m3時(shí)，又回升至對(duì)照組的139.14%、218.05和89.38%(圖3)。

圖1 不同濃度處理對(duì)葉片脯氨酸含量的影響(均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)

圖2 不同時(shí)間處理對(duì)葉片脯氨酸含量的影響(均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)

圖3 汽車尾氣脅迫對(duì)葉片脯氨酸含量影響的變化幅度

2.2 汽車尾氣不同處理處理對(duì)葉片脯氨酸含量的影響

隨著尾氣處理時(shí)間的增加，茶條槭、衛(wèi)矛和金葉榆的脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)(圖2)，處理3d時(shí)達(dá)到峰值，分別為對(duì)照組的157.23%、110.25%和166.05%，并在處理5d時(shí)分別下降至對(duì)照組的152.12%、109.82%和133.65%(圖3)。連翹、玫瑰和紫丁香的脯氨酸含量總體上均呈不斷上升的趨勢(shì)(圖2)。連翹在處理3d時(shí)達(dá)到顯著水平，為對(duì)照組的191.64%；玫瑰和紫丁香在處理5d時(shí)達(dá)到顯著水平，分別為對(duì)照組的121.77%和103.18%(圖3)。

3 結(jié)論

不同濃度尾氣處理對(duì)6種花灌木的脯氨酸含量的影響各不相同，隨著處理濃度的增加，茶條槭的脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，衛(wèi)矛、榆葉梅的脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，連翹、玫瑰和紫丁香呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)，分別在處理濃度為20μg/m3、40μg/m3和30μg/m3時(shí)達(dá)到峰值；隨著尾氣處理時(shí)間的增加，茶條槭、衛(wèi)矛和榆葉梅的脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，連翹、玫瑰和紫丁香的脯氨酸含量總體上均呈不斷上升的趨勢(shì)。

[1]馬樹華,王慶成,李亞藏.汽車尾氣污染對(duì)四種北方針葉樹苗木膜脂過氧化和保護(hù)酶活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2004,15(12):2330-2336.

[2]中國科學(xué)院上海植物生理研究所,上海市植物生理學(xué)會(huì). 現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指南[M].北京:科學(xué)出版社,2004:302-315.

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[7]于晶.土壤干旱脅迫對(duì)兩種風(fēng)箱果生理特性的影響[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué),2011.

[8]金研銘,李良希.雪柳、連翹和葉片解剖結(jié)構(gòu)及其抗旱關(guān)系的比較研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,43(1):116-120.

2015-09-07

王彤(1980-)，女，在讀碩士，主要從事園林植物應(yīng)用等方面工作，E-mail:86666770@163.com；*通訊作者：穆立薔(1966-)，女，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事樹木學(xué)及植物分類學(xué)、植物資源學(xué)保護(hù)與利用、植物抗逆性及樹種篩選等方面的研究，E-mail：mlq0417@163.com。

S718.43

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.06.012