江西財(cái)經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院　周少燕

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不同濃度Cu2+脅迫對紅花合歡的生長及MDA的影響

江西財(cái)經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院周少燕

摘要：選用豆科紅花合歡為試驗(yàn)材料，采用盆栽培養(yǎng)方式，研究紅花合歡在不同銅（Cu2+）濃度脅迫下對其生長、耐性生理的影響。紅花合歡的根在不同Cu2+含量下MDA相對含量呈現(xiàn)降低趨勢。

關(guān)鍵詞：紅花合歡；Cu2+脅迫；生理指標(biāo)

Cu2+是植物維持正常生命活動(dòng)所必需的微量元素之一，參與植物光合作用和呼吸作用中的電子傳遞，是多種調(diào)節(jié)蛋白和氧化還原酶的組成成分，對于維持生物體正常的生長發(fā)育以及繁殖后代具有重要的意義［1］。然而，生物體只能適應(yīng)一定濃度范圍的Cu2+，過量的Cu2+會(huì)干擾生物體生命代謝的各個(gè)過程，從而對生物體產(chǎn)生多種傷害［2］。

豆科植物紅花合歡對氯化氫、二氧化氮抗性強(qiáng)，對二氧化硫有一定抗性，適于廠礦、街道綠化［3］。以紅花合歡為材料，以自制的不同濃度硫酸銅溶液加園土為基質(zhì)，按不同比例Cu2+液與園土混合，研究比較不同濃度的Cu2+對紅花合歡的生長及生理指標(biāo)的影響，為今后深入開展利用豆科植物進(jìn)行尾礦植被修復(fù)研究提供了理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料紅花合歡種子購于江西省南昌市萬壽宮花卉家藝市場。

試驗(yàn)基質(zhì)銅濃度由江西財(cái)經(jīng)大學(xué)資源與環(huán)境實(shí)驗(yàn)室硫酸銅配制而成。供試土壤使用江西財(cái)經(jīng)大學(xué)麥廬園校區(qū)東部農(nóng)田園土，經(jīng)自然風(fēng)干后，過孔徑4cm篩后裝盆。

1.2試驗(yàn)方法

紅花合歡幼苗的處理主要采用Han等［4］的辦法。選擇生長一致的幼苗（大約株高達(dá)到10cm）栽植于10cm×15cm的塑料盆中，為了防止銅溶液和園土從盆中漏出，先在盆內(nèi)套好塑料袋，然后裝園土，防止液體外流。盆栽試驗(yàn)按體積分?jǐn)?shù)分為5個(gè)處理：100%園土、100mg/kgCu2+溶液+696.57g園土、200mg/kgCu2+溶液 +696.57g園土、400mg/mgCu2+溶液 +696.57g園土和800mg/LCu2+溶液+696.57g園土方式充分混合裝盆。選取大小、質(zhì)量基本一致的植株從田間移植到盆中，每盆種植4株。移盆之前測定每個(gè)處理中每棵植株的地上部和地下部長度及質(zhì)量，每處理3次重復(fù)。自然光照，根據(jù)土壤濕度適量補(bǔ)充水分。

處理45天后將幼苗取出，沖洗干凈，吸干表面水分后用于各項(xiàng)生長、Cu2+離子吸收及生理指標(biāo)的測定。選取紅花合歡幼苗地上和地下部鮮樣相同部位測定各項(xiàng)生理指標(biāo)。紅花合歡生物量以及光合色素含量的測定參考李合生的方法［5］；分別取紅花合歡對相同部位的根、葉柄和葉片進(jìn)行不同處理。根部取離根尖2～3cm處的根段和葉片取紅花合歡第2片新葉，采用雙面刀片進(jìn)行徒手切片，用奧林帕斯光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，并用相機(jī)拍攝記錄。

1.3分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和方差分析（ANOVA）主要利用WPS Excel和方差分析軟件，數(shù)據(jù)的差異顯著性分析采用鄧肯氏新復(fù)極差法。

耐性指數(shù)Tolerance index（TI%）=不同含量Cu2+尾礦礦砂處理植株根長/對照植株根長×100%。

表1　不同濃度的Cu2+脅迫對紅花合歡幼苗生長指標(biāo)的影響

2　結(jié)果與分析

2.1不同濃度的Cu2+脅迫對紅花合歡幼苗生長指標(biāo)的影響

由表1可以看出：隨著Cu2+濃度的增加，紅花合歡株高、地上部分、地下部分鮮重呈上升的趨勢，處理400株高、地上部分鮮重上升最高，比對照上升4%、36%，紅花合歡根長、地下部分鮮重呈上升趨勢，紅花合歡地上地下鮮重在800mg/kg又呈現(xiàn)出下降趨勢，分別下降至1.60g和1.21g，相對于CK還是有所上升。在不同濃度Cu2+脅迫條件下，紅花合歡幼苗的鮮重值呈低含量上升高含量下降的趨勢。說明低濃度的Cu2+脅迫對紅花合歡幼苗生長起促進(jìn)作用；在800mg/kg又呈現(xiàn)出下降趨勢，紅花合歡的鮮重降低幅度較大，說明高濃度Cu2+脅迫下紅花合歡Cu2+的鮮重降低，紅花合歡幼苗的生長受到顯著抑制，紅花合歡耐性直屬隨著Cu2+的升高而上升。

2.2 Cu2+脅迫下紅花合歡對MDA的影響研究

圖1　Cu2+脅迫下紅花合歡對MDA的影響

植物器官在衰老或逆境條件下產(chǎn)生過多的自由基會(huì)引發(fā)植物體內(nèi)膜脂過氧化作用而對植物產(chǎn)生毒害，其產(chǎn)物MDA含量常作為反映逆境條件下植物受傷害程度的指標(biāo)之一［6］。圖1顯示，不同濃度下葉的MDA相對含量逐步增加，200mg、400mg、800mg與對照相比差異顯著。根在100mg/kg的Cu2+濃度下有明顯的降低，在400mg/kg的銅濃度下MDA含量又相對增高，在800mg/kg銅濃度下又稍微降低?？傮w而言，根在不同Cu2+含量下MDA相對含量呈現(xiàn)降低趨勢。不同濃度的Cu2+對紅花合歡的根有一定的傷害，而葉對不同濃度的Cu2+脅迫下有一定的抵抗作用。

3　討論

通過盆栽試驗(yàn)，研究不同比例Cu2+濃度對紅花合歡生長45天后的生長及生理指標(biāo)的影響。實(shí)驗(yàn)表明：Cu2+是植物生長必須的微量元素之一，參加植物體內(nèi)很多的生理代謝過程，對植物的生長、發(fā)育、產(chǎn)量等有重要影響。有研究表明，添加適量的外源Cu2+能夠促進(jìn)植物的生長，但過量的Cu2+會(huì)使植物體內(nèi)Cu2+含量過多，危害植物生長［7］。低濃度的Cu2+脅迫對紅花合歡幼苗生長起促進(jìn)作用；在800mg/kg又呈現(xiàn)出下降趨勢。紅花合歡的鮮重降低幅度較大，說明高濃度Cu2+脅迫下紅花合歡Cu2+的鮮重降低，紅花合歡幼苗的生長受到顯著抑制。不同濃度的Cu2+對紅花合歡的根有一定的傷害，而葉對于不同濃度的Cu2+脅迫有一定的抵抗作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］林愛軍，王鳳花，謝文娟.土壤銅污染對植物的毒性研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，35：21740-21742.

［2］Ronald A Balsamo，William J Kelly，Justinus A Satrio，et al.Utilization of Grasses for Potential Biofuel Production and Phytoremediation of Heavy Metal Contaminated Soils［J］.International Journal of Phytoremediation，2015，17（5）∶448-455.

［3］師守國，任佳佳.運(yùn)城城區(qū)行道樹調(diào)查及發(fā)展建議［J］.運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào)，2011∶53-56.

［4］Han Y L，Huang S Z，Yuan H Y，et a1.Organic acids on the growth，anatomical structure，biochemical parameters and heavy metal accumulation of Iris lactea var.chinensis seedling growing in Pb mine tailings［J］.Ecotoxicology，2013，22（6）∶1033-1042.

［5］李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2006．

［6］張慧，王超，王沛芳等.不同磷營養(yǎng)水平對2種沉水植物在Cd·Zn復(fù)合污染下的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，03∶1654-1658.

［7］Han Y L，Yuan H Y，Huang S Z.Cadmium tolerance and acCu2+mulationby twospecies of Iris［J］.Ecotoxicology，2007，16∶57-63.

作者簡介：周少燕，1989年出生，江西上饒人，碩士，研究方向：園林植物應(yīng)用與植物修復(fù)。