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(呂梁學院生命科學系， 山西 離石 033000)

花生有著和堅果一樣的功效，能提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。其中水溶性維生素溶解對人體非常有益?；ㄉ坏敲牢妒称?，也是一種優(yōu)質(zhì)植物蛋白，并且是我國油脂供給的主要資源。

目前我國存在嚴重的土壤重金屬污染情況，重金屬對土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，鉛、汞、鎘、鉻和砷已成為全國5種重點重金屬污染物[1-2]。

以四粒紅、晉花三號、魯花一號等3種花生種子為材料，探究汞、鉛、鉻脅迫對四粒紅、晉花三號、魯花一號花生種子萌發(fā)及生理的影響，為進一步研究重金屬對花生種子的毒害機理和預防花生種子的早期傷害提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

花生種子：四粒紅(吉林)、晉花三號(山西)、魯花一號(山東)。

1.2 實驗試劑

高錳酸鉀、硝酸鉛、氯化汞、氯化鉻、石英砂、碳酸鈣粉、95%乙醇等均為分析純。

1.3 試驗儀器

恒溫光照培養(yǎng)箱、電熱鼓風干燥箱。

1.4 實驗方法

1.4.1 溶液的配置及種子的處理

氯化汞溶液配制0，1，5，10，25，125 mg/L等6個濃度；硝酸鉛溶液配制0，10，50，100，200，300 mg/L等6個濃度；氯化鉻溶液配制0，5，10，30，50，100 mg/L等6個濃度。

分別取各品種花生種子，用3 ‰高錳酸鉀浸泡消毒45 min，50 ℃的熱水浸泡2 h，然后分別用不同濃度汞、鉛、鉻溶液浸潤種子24 h，每處理3次重復，每重復25 粒種子[2]。

1.4.2 發(fā)芽過程

按培養(yǎng)皿大小鋪放2層濾紙，放入不同濃度汞、鉛、鉻溶液處理過的各品種種子，置于27 ℃的恒溫光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)[3]，每天查看并記錄萌發(fā)情況。以胚根突破種皮，露出白根3 mm為發(fā)芽標準[4]。

發(fā)芽勢(%)=(前4天內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；發(fā)芽率(%)=(全部發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%。

圖1 重金屬脅迫下四粒紅的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率和根長

圖2 重金屬脅迫下晉花三號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率和根長

1.4.3 出苗率的測定

當四粒紅、晉花三號、魯花一號花生種子發(fā)芽4 d后 ，從培養(yǎng)皿中移栽到泡沫箱中，將泡沫箱放在有陽光且通風的地方，并對泡沫箱中每個區(qū)域進行標記。根據(jù)土的濕潤情況適當澆水。以第1片真葉露出地面并展開時為出苗標準[4]。

出苗率(%)=(前10天正常出苗的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%。

1.4.4 根長的測量

發(fā)芽過程完成后，在泡沫箱的各個區(qū)域隨機取10株，洗掉根部的泥土，測量根長，進行3次重復，求平均值[5]。

1.4.5 葉綠素含量的測定——分光光度計法

發(fā)芽過程完成后，在泡沫箱的相應位置隨機摘取幼嫩的葉片測定葉綠素含量，每組進行3次重復。葉綠素含量用分光光度計法進行測定[6-8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 汞、鉛、鉻脅迫對四粒紅花生種子萌發(fā)的影響

從圖1 a可知，汞溶液濃度在0～5 mg/L時，四粒紅的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；之后就開始降低，根長變細變短；四粒紅的這4個指標都在5 mg/L時達到最大。說明汞脅迫下四粒紅的這4個指標具有相關性。

從圖1 b可知，鉛溶液濃度在0～10 mg/L之間時，四粒紅的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；鉛溶液濃度大于10 mg/L之后就開始降低，根長變細變短；四粒紅的這4個指標在10 mg/L時都到最大。說明鉛脅迫下四粒紅的這4個指標具有相關性。

從圖1 c可知，鉻溶液濃度在0～10 mg/L之間時，四粒紅的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；鉻溶液濃度在10～100 mg/L之間時，各項指標呈下降趨勢，根長變細變短；四粒紅的這4個指標在鉻溶液濃度為10 mg/L時都達到最大。說明鉻脅迫下四粒紅的這4個指標具有相關性。

2.2 汞、鉛、鉻脅迫對晉花三號花生種子萌發(fā)的影響

從圖2 a可知，汞溶液濃度在0～1 mg/L之間時，晉花三號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；汞溶液濃度大于1 mg/L之后發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率開始降低，根長變細變短；晉花三號的這4個指標在1 mg/L時都達到最大。說明汞脅迫下晉花三號的這4個指標具有相關性。

圖3 重金屬脅迫下魯花一號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率和根長

圖4 重金屬脅迫下四粒紅、晉花三號、魯花一號的葉綠素含量

從圖2 b可知，鉛溶液濃度在0～10 mg/L之間時，晉花三號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；鉛溶液濃度大于10 mg/L之后，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率開始降低，根長變細變短；晉花三號的這4個指標在10 mg/L時都達到最大。說明鉛脅迫下晉花三號的這4個指標具有相關性。

從圖2 c可知，鉻溶液濃度在0～5 mg/L之間時，晉花三號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；鉻溶液濃度大于5 mg/L之后, 發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率開始降低，根長變細變短；晉花三號的這4個指標在5 mg/L時都達到最大。說明鉻脅迫下晉花三號的這4個指標具有相關性。

2.3 汞、鉛、鉻脅迫對魯花一號花生種子萌發(fā)的影響

從圖3 a可看出，汞溶液濃度在0～1 mg/L之間時，魯花一號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率有所升高；汞溶液濃度大于1 mg/L之后, 發(fā)芽勢、發(fā)芽率開始降低；魯花一號的這2個指標在1 mg/L達到最大。說明汞脅迫下魯花一號的這2個指標具有相關性。

汞溶液濃度在0～5 mg/L之間時，魯花一號的出苗率有所升高，根長變長較粗；汞溶液濃度大于5 mg/L之后，出苗率開始降低，根長變短變細；魯花一號的這2個指標在5 mg/L達到最大。說明汞脅迫下魯花一號的這2個指標具有相關性。

從圖3 b可知，鉛溶液濃度在0～10 mg/L之間時，魯花一號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；鉛溶液濃度大于10 mg/L之后，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率開始降低，根長變細變短；魯花一號的這4個指標在10 mg/L都達到最大。說明鉛脅迫下魯花一號的這4個指標具有相關性。

從圖3 c可知，鉻溶液濃度在0～30 mg/L之間時，魯花一號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率有所升高，根長變長較粗；鉻溶液濃度大于30 mg/L之后，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、出苗率開始降低，根長變細變短；魯花一號的這4個指標在30 mg/L都達到最大。說明鉻脅迫下魯花一號的這4個指標具有相關性。

2.4 汞、鉛、鉻脅迫對不同花生種子葉綠素含量的影響

從圖4 a可知，四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量分別在汞濃度為5，1，5 mg/L時最高。四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量分別在汞濃度為0～5 mg/L、0～1 mg/L、0～5 mg/L時呈上升趨勢，四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量分別在汞濃度為5～125 mg/L、1～125 mg/L、5～125 mg/L時呈下降趨勢。

從圖4 b可知，四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量都在鉛濃度為10 mg/L時最高。鉛濃度在0～10 mg/L之間時，四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量呈上升趨勢，鉛濃度在10～300 mg/L之間時，四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量呈下降趨勢。

從圖4 c可知，四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量分別在鉻濃度為10，5，30 mg/L時最高。四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量分別在鉻濃度為0～10 mg/L、0～5 mg/L、0～30 mg/L時呈上升趨勢，四粒紅、晉花三號、魯花一號葉綠素總量在鉻濃度為10～100 mg/L、5～100 mg/L、30～100 mg/L時呈下降趨勢。

3 討 論

本試驗中，在不同濃度的汞、鉛、鉻溶液脅迫下四粒紅、晉花三號、魯花一號的萌發(fā)呈現(xiàn)出促進或抑制的作用。在較低濃度時，3種種子的萌發(fā)及生理比對照組要高。可能是因為低濃度時，汞、鉛、鉻離子對酶有刺激，促進酶分解種子發(fā)芽所需的物質(zhì)和能量，使發(fā)芽勢和發(fā)芽率增大；而在高濃度時，汞、鉛、鉻離子對酶有抑制，分解受阻，抑制四粒紅、晉花三號、魯花一號萌發(fā)[9]。汞濃度為125 mg/L時晉花三號的根沒有出苗，這一現(xiàn)象可能是因為晉花三號相對于四粒紅、魯花一號對汞的抵抗能力弱，再加上汞的毒性較大[10-12]而導致的。而對于葉綠素含量的測定，可能是因為重金屬離子與相關酶作用，促進葉綠素合成或分解，保護或破壞葉綠體結(jié)構(gòu)，使葉綠素含量增加或降低[13]。在汞脅迫下，四粒紅、晉花3號和魯花一號的葉綠素含量在5，1，5 mg/L時達到最大；在鉛脅迫下，3種品種的葉綠素含量均在10 mg/L時最大；在鉻脅迫下，四粒紅、晉花3號和魯花一號的葉綠素含量在10，5，30 mg/L時達到最大。

4 結(jié) 論

通過本試驗確定了汞、鉛、鉻脅迫對四粒紅、晉花三號、魯花一號萌發(fā)及生理的影響。結(jié)果表明，1～5 mg/L汞脅迫對四粒紅的萌發(fā)及生理有一定的促進作用，四粒紅的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長、葉綠素含量在5 mg/L時達到最大；汞濃度為0～1 mg/L對晉花三號的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、出苗率、葉綠素含量有一定的促進作用，在1 mg/L時達到最大值。汞濃度為0～1 mg/L時，魯花一號的發(fā)芽率、發(fā)芽勢呈上升趨勢，在1 mg/L時最大，汞濃度為0～5 mg/L時，魯花一號的出苗率、根長、葉綠素含量呈上升趨勢，在5 mg/L時最大。鉛脅迫下四粒紅的5個指標在0～10 mg/L濃度范圍內(nèi)呈上升趨勢，濃度為10 mg/L時達到最大值；晉花三號的萌發(fā)和生理在10 mg/L時最佳；魯花一號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長、出苗率和葉綠素含量在10 mg/L時最佳。鉻脅迫下四粒紅的萌發(fā)及生理在5～10 mg/L濃度范圍內(nèi)與對照組相比較好；鉻脅迫下晉花三號的萌發(fā)及生理在5 mg/L時最佳，鉻脅迫下魯花一號的萌發(fā)及生理在5～30 mg/L之間有一定的促進作用。因此得出，四粒紅、晉花三號、魯花一號在低濃度的汞、鉛、鉻溶液脅迫下有較好的萌發(fā)。