馮擇利

【摘要】：本文對(duì)不同鎘離子濃度下小麥種子根尖細(xì)胞的有絲分裂和生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明鎘離子濃度升高使得小麥種子的萌芽率、萌芽指數(shù)下降，同時(shí)還抑制了種子根尖細(xì)胞的有絲分裂。當(dāng)鎘離子濃度為1.5mol·L-1時(shí)，萌芽率、萌芽指數(shù)和有絲分裂指數(shù)均減小到最小值。

【關(guān)鍵詞】：重金屬離子Cd2+；有絲分裂指數(shù)；萌芽率；萌芽指數(shù)

【引言】

近年來(lái)人類(lèi)社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程加快，隨著工業(yè)生產(chǎn)中重金屬的頻繁使用，造成的環(huán)境污染，尤其是對(duì)農(nóng)作物造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重[1，2]。對(duì)農(nóng)作物造成污染的重金屬離子中，鎘離子（Cd2+）是較為常見(jiàn)的一種，在重金屬污染排行榜中僅次于汞離子（Hg2+），位于第二名[3]。本文選擇小麥種子為研究對(duì)象，對(duì)不同濃度鎘離子作用下，種子根尖細(xì)胞的有絲分裂和生長(zhǎng)情況進(jìn)行了探究，為進(jìn)一步研究鎘離子的毒性機(jī)理提供了參考。

1實(shí)驗(yàn)方法

對(duì)小麥種子進(jìn)行萌發(fā)，先采用次氯酸鈉溶液對(duì)種子消毒，用水沖洗干凈。在常溫條件下將種子浸沒(méi)與水中進(jìn)行催芽。一段時(shí)間后挑選出尺寸相近的種子，放入直徑為12cm的培養(yǎng)皿中，加入不同濃度的Cd（NO3）2溶液各20ml，濃度分別為0.5、1、1.5mol·L-1，對(duì)照組加入純水20ml。將種子放在培養(yǎng)箱中，溫度為25℃，濕度和光照強(qiáng)度與自然界相仿。之后每日加入2mlCd（NO3）2溶液，對(duì)照組加2ml純水，當(dāng)幼根長(zhǎng)到種子一半長(zhǎng)度時(shí)，認(rèn)為此時(shí)發(fā)芽，每日對(duì)發(fā)芽的種子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在對(duì)種子進(jìn)行萌發(fā)后的第八天，計(jì)算種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。計(jì)算公式分別如式1，2所示：

對(duì)小麥根尖細(xì)胞的有絲分裂指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。首先將已經(jīng)發(fā)芽的小麥種子放在瓷盆中培育，待植株長(zhǎng)高到15cm時(shí)，選擇長(zhǎng)勢(shì)基本相同的幼苗移植值培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)。先在培養(yǎng)液中培養(yǎng)7天，之后加入含有不同濃度Cd（NO3）2的培養(yǎng)液，對(duì)照組加入不含Cd離子的培養(yǎng)液。經(jīng)過(guò)24h后將長(zhǎng)度約為2cm左右的根尖做成染色體臨時(shí)裝片，用顯微鏡進(jìn)行觀察和統(tǒng)計(jì)。有絲分裂指數(shù)的統(tǒng)計(jì)如式3所示：

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1所示為Cd2+濃度不同時(shí)，小麥種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的變化。從表1中可以看出隨著Cd2+濃度從0 mol·L-1增大到1.5 mol·L-1時(shí)，發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均逐漸降低，當(dāng)Cd2+濃度大于1.0 mol·L-1時(shí)，小麥種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的變化不明顯，說(shuō)明當(dāng)Cd2+濃度大于1.0 mol·L-1時(shí)，小麥種子對(duì)于外界環(huán)境中存在的重金屬離子Cd2+的反應(yīng)已經(jīng)不敏感了。

表2所示為Cd2+濃度不同時(shí)，小麥種子根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)的變化。從表2可以看出，有絲分裂指數(shù)在不加入Cd2+的條件下為0.00456。當(dāng)加入0.5 mol·L-1的Cd2+后，有絲分裂指數(shù)減小至0.00187，為不加入Cd2+的41.01%。隨著Cd2+濃度的增加，有絲分裂指數(shù)繼續(xù)減小，當(dāng)Cd2+濃度為1.0和1.5 mol·L-1時(shí)，有絲分裂指數(shù)為0.00072和0.00069，分別為不加入Cd2+的15.79%和15.14%。當(dāng)Cd2+濃度大于1 mol·L-1時(shí)，根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)減小幅度變緩，說(shuō)明此時(shí)根尖細(xì)胞有絲分裂受到重金屬Cd2+的影響趨于平緩。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，重金屬Cd2+對(duì)小麥種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)產(chǎn)生影響，隨著重金屬鎘離子濃度的增加，小麥種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)減小，當(dāng)鎘離子超過(guò)1.0 mol·L-1時(shí)發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)降幅變緩；鎘離子使小麥種子根尖細(xì)胞的有絲分裂指數(shù)下降，當(dāng)鎘離子濃度為1.5mol·L-1時(shí)，有絲分裂指數(shù)為0.00069，為不加入鎘離子有絲分裂指數(shù)的15.14%。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]葛才林，楊小勇， 孫錦荷， 等. 重金屬脅迫對(duì)水稻萌發(fā)種子淀粉酶活性的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)： 自然科學(xué)版， 2002， 30（3）： 47-52.

[3]楊居榮，鮑子平， 張素芹. 鎘、鉛在植物細(xì)胞內(nèi)的分布及其可溶性結(jié)合形態(tài)[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)， 1993， 13（4）： 263-268.