维普资讯 http://www.cqvip.com 安徽农业科学，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ 山ｕｉ Ａ ．Ｓｃｉ．２００８，３６（９）：３５２９—３５３０ 责任编辑方媛责任校对方媛 镉对小麦苗期生长及生理指标的影响 王连臻（淮阴工学院生命科学与化学工程学院，江苏淮安２２３００１） 摘要［目的］了解镉对小麦生长的毒害作用。［方法］采用溶液培养的方法，研究不同浓度的金属镉对淮麦１８生长及生理特性的影 响。［结果］低浓度镉（≤０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ）对小麦生长有一定的促进作用，高浓度镉（＞０．１０ｍｍｅｔ／Ｌ）￣４有抑制作用。采用低浓度镉处理的 小麦根系活力、叶片叶绿素含量高于对照，当镉浓度上升到０．２０和０ ３０ ｍｍｏｌ／Ｌ时其活力和含量明显下降。当小麦受到镉轻度胁迫 （０．０５ ｍｍｏｌ／Ｌ）时，小麦ＣＡＴ活性大幅升高，当镉浓度提高到０ １０ ｍｍｏｌ／Ｌ时，ＣＡＴ活性有所下降，此后ＣＡＴ活性随浓度的变化趋向平缓。 细胞膜透性、ＭＤＡ含量随着镉浓度的加大和毒害时间的延长逐渐变大。［结论］该研究可为实现对镉污染的预测与评价，防止镉的危害， 保证农产品产量、品质提供参考依据。 关键词镉；小麦；根系活力；叶绿素；过氧化氢酶；丙二醛；细胞膜透性 中图分类号￥５１２．１ 文献标识码Ａ 文章编号０５１７—６６１１（２ｏ０８）０９—０３５２９—０２ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ０ｆ Ｑ＿ｄｌＩ血肋伽ｔｈｅ ｓｅ￣ｍｎｇ Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｌ ｉｉ０蛔乏ｉｃａｌ ｈｌ ０ｆ Ｗｈｅａｔ ｉｎ ｓｅ￣ｍｎｇ Ｓｔａｇｅ ＷＡＮＧ Ｌｉａｎ－ｚｈｅｎ ｅｔ ａｌ（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｕ￣ｙｌｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉ’ａｎ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２３Ｏ０１） Ａｂｓ删 ｌＯｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｊ １ｌｌｅ ａｉｍ ｏｆｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｔｏｘｉｃ ｅｆｆｃｅｔ ｏｆ ｃａｄｍｉｕｍ（ｃｄ）ｏｎｔｈｅ ｇ￣ｏｗｔｈｏｆｗｈｅａｔ １ＭｅｔｈｏｄＪ Ｔｈｅ ｅｆｆｃｅｔｓ ｏｆｍｅｔ— ａｌ ｃｄ ｗｉｈｔ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｎ．ｏｎ ｈｔｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｈｔｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆＨｕａｉｍａｉ １８ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｕｓｍｇ ｈｔｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＳＯｌｕｔｉｏｎ ｃｕｌｔｕｒｅ １ＲｅｓｕｌｔＪ ＣＡ ａｔｌｏｗ ｃｏｎｃｎ．（１ｅｓｓｔｈａｎ ０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ）ｈａｄ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｅｆｆｃｅｔ ｏｎｔｈｅｗｈｅａｔ ｇｒｏｗｔｈ，ｗｈｉｌｅｏｆＣＡ ａｔ ｈｉｇｈ ｏｏｎｅｎ．（ｍｏｒｅｔｈａｎ ０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ）ｈａｄ ａｌｌ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｅｆｆｃｅｔ．ｒＩ１１ｅ ｒｏｏｔ ｖｉｇｏｒ ａｎｄ ｌｅａｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆｗｈｅａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｌｍｅｎｔ ｗｉｈｔ ＣＡ ａｔ ｌｏｗ ｃｏｎｃｎ ｗｅｒｅ ｈｉ【ｈｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆＣＫ．ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｎ． ０ｆＣｄ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｕｐ ｔｏ ０．２０ ａｎｄ ０．３０ Ｉｎｎｌｏｌ／Ｌ，ｔｈｅ ｖｉ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．ｗｈｅｎ ｗｈｅａｔ ｗａｓ ｕｎｄｅｒ ｌｉｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ Ｃｄ（０．０５ ｍｍｏｌ／Ｌ），Ｑ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｗｈｅａｔ ｗａｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｎ．ｏｆ ＡＣ Ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ ０ １０ Ｉｎｎｌｏｌ／Ｌ，Ｃ盯ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｗｈｅａｔ Ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｈｔｅｎＣＡＴ ａｃｔｉｖｉｔｙｔｅｎｄｅｄｔｏ ｓｌｏｗ ｄｏｗｎｗｉｔｈｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｃｏｎｃｎ．ＣＯｌｌｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｅｒｎ￣ａｂｉｌｉｙｔａｎｄＭＤＡｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅ田∞ ｖｌｍｇｅｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅＢ，￣ｅ ０ｆ ｃｄ ｃｏｎｃｎ．ａｎｄｔｈｅ ｐｒｏｌｏｎｇｏｆｔｏｘｉｃｔｉｍｅ．１Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｊ １ｌｌｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂａｓｉｓｆｏｒ ｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄ ｅｖａｓｌｕａｔｉｏｎｏｆｃｄ 一 ｌｕｔｉｏｎ，ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｔｈｅ ｈａｒｍｏｆＣＡ ａｎｄ ｅｎｓｕｒｉｎｇｔｈｅ ｙｉｅｌｄａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｋｅｙ ＷＯｌｄＳ Ｃａｄｍｉｕｍ；Ｗｈｅａｔ；Ｒｏｏｔ ｖｉｏｇｒ；Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ；Ｃａｔａｌａｓｅ；Ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ；Ｃｅｌｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｙｔ 重金属是具有潜在危害的重要污染物，不能被微生物 的增高及处理时间的延长，根系活力逐渐降低。毒害发生后 分解，能在生物体内富集，并在生物体内转化为毒性更强的 第５、１０天０．５０ ｍｍｏｌ／Ｌ镉处理的根系活力比对照略高，０．１０ 金属有机化合物。重金属在植物体内积累到一定程度时，就 ｍｍｏｌ／Ｌ镉处理的根系活力与对照相比有显著提高（Ｐ＜０．５０， 会影响植物对营养元素的吸收、蒸腾作用、光合作用、呼吸作 下同）；当浓度达到０．０２、０．３０ｍｍｏｌ／Ｌ时，根系活力在０．５０水 用等正常生理活动，改变植物细胞的超微结构，对植物造成 平显著下降。毒害发生后第２０、２５天根系活力随镉浓度的升 伤害甚至死亡。在污染环境的诸多重金属中，镉的毒性较 高呈降低趋势。这主要是由于在低浓度的镉处理下，植物对 强，可在作物的可食部位大量积累，通过食物链危害人和动 镉胁迫产生应激反应，使根系活力有所上升；而大剂量、长时 物。长期食用高镉含量的食物，可引起多种疾病。据统计， 间的镉作用则表现出强烈的毒性。 我国仅镉污染的农田就超过１万ｈｍ２，而且呈上升趋势＿ｌｊ。 了解镉对小麦生长的毒害作用，实现对镉污染的预测、评价， 对于保证农产品的产量和品质具有重大意义。 １材料与方法 蓍 小麦品种为淮麦ｌ８。选择饱满健康的种子，用自来水漂 峰＝ 名 洗数次后，用ＮａＣＩＯ消毒，再用蒸馏水清洗数次，浸种２４ ｈ，然 璺ｐ 后在细沙中催芽，保持湿润。第１片真叶抽出后，选取生长 塞 健壮、大小一致的幼苗分盆移栽，用Ｈｏａｇｌａｎｄ培养液培养。 第２片真叶抽出后，用含镉０（ＣＫ）、０．０５、０．１０、０．２０、０．３０ 处理浓受Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｎｏ１／Ｌ ｍｎ￣ｌ／Ｌ的Ｈｏａｇｌａｎｄ培养液分别培养，３次重复。毒害５ ｄ后 图１镉对小麦根系活力的影响 测各项指标，以后每隔５ ｄ测１次。 ．１ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｃｄ Ｏｉｌ ｒｏｏｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆｗｈｅａｔ 根系活力测定采用ＴＩＥ法ｌ２ ；叶绿素测定采用分光光度 ２．２镉对叶绿素含量的影响从图２可以看出，毒害发生 法【 ；过氧化氢酶活性测定采用高锰酸钾滴定法ｌ２ ；丙二醛 后第５、１０天，０．５０ ｍｍｏ］／Ｌ镉处理的叶绿素含量比对照要高， 含量测定采用硫代巴比妥酸法＿３ ；细胞膜透性测定采用电导 ０．１０ ｍｍｏ］／Ｌ镉处理的叶绿素含量明显高于对照并达到峰 率法［ 。 值，随后当镉浓度上升到０．０２和０．３０ ｍｍｏ］／Ｌ时叶绿素含量 ２结果与分析 下降。而在镉毒害发生后第１５、２０、２５天叶绿素含量明显低 ２．１镉对根系活力的影响从图１可以看出，随着镉浓度 于对照，且叶绿素含量随着镉浓度的升高而迅速降低。由此 可见，低浓度镉溶液（０．５０、０．１０ ｍｍｏｌ／Ｌ）可以促进小麦叶片 作者简介王连臻（１９７５一），女，河北沧州人，讲师，从事作物栽培学 叶绿素的合成，但随着镉处理浓度的升高和毒害时间的延 和耕作学的教学和研究。 长，植株受胁迫的程度加强，叶绿素含量低于对照。 收稿日期２００７．１１．２１ ２．３镉对过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性的影响从图３可以看出， 维普资讯 http://www.cqvip.com
３５３０ 安徽农业科学 ２ＯＯ８年 ２．４镉对细胞膜透性的影响彗 从图４可以看出，随着镉浓 度的升高和毒害时间的延长，相对电导率逐渐变大，表明细 胞膜透性逐渐变大。以第５天为例，对照与０．０５、０．１０ ｍｍｏｌ／Ｌ处理的差异不显著，与０．２０、０．３０ｍｍｏｌ／Ｌ处理的差异 达到０．０５显著水平。这可能是由于在镉浓度较低时保护酶 耋 蜡＝ ｔ害 ２ （ＣＡＴ、ＳＯＤ、ＰＯＤ等）的活性大幅上升，对细胞膜起到了一定 的保护作用。在该实验中毒害时间的延长对小麦细胞膜的 ６ 损害更为明显。 处理浓度Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｃｌｌｏ￣ｔｒａｔｉｏｎ目ｍａｏｌ／Ｌ 图２镉对叶绿素含量的影响 ｌ 。２ ＥＩｌｂｄｓ ０ｆ Ｃｄ Ｏｎ￣ｏｒｏｊ＊ｑｕ￣ｏｎｔｅｒｌｔ ０ｆｗｌｌ￣ｔ 蓄 当受到镉胁迫，ＣＡＴ活性升高，与对照间差异在０．０５水平显 著，但４个镉处理间差异不显著。４个镉处理ＣＡＴ活性随毒 害时间延长而下降但未达到显著水平。 主 处理浓度Ｔｒ￣ｕｎｅｎｔ ｃｏｎｏ￣ｔｒａｔｉｏｎ ｍａｏｌ／Ｌ 耋 图５镉对ＭＤＡ含量的影响 譬 Ｈｇ．５ Ｅ日 妇０ｆ Ｃｄ Ｏｎ ＭＤＡ ｃｏｎｔｅｎｔ 量 ２．５镉对ＭＤＡ含量的影响从图５可以看出，ＭＤＡ含量随 鎏 处理浓度的升高及毒害时间的延长呈上升趋势，各浓度处理 间差异在０．０５水平显著，这与丁海东等的研究似乎ｌ４Ｊ。 处理浓皮Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃ０ｎｏ既Ｉｔｒａｔｉ∞目ｍａｏｌ／Ｌ ３结论 图３镉对过氧化氢酶活性的影响 低浓度镉（≤０．１０ ｍｍｏｔ／Ｌ）对小麦生长有促进作用；高浓 ｌ ．３Ｅ胁出０ｆＣｄ Ｏｎ ｅａｔａｌａｓｅ ａ 订ｔｙ 度镉（＞０．１０ ｍｍｏｌ／Ｌ）对小麦生长有抑制作用。低浓度镉处 理（０．０５、０，１０ ｍｍｏｌ／Ｌ）的小麦根系活力、叶片叶绿素含量高 喜 于对照，当浓度上升到０．２０和０．３０ ｍｍｏｌ／Ｌ时明显下降。当 砉 受到轻度的镉胁迫（０．０５ ｍｍｏｌ／Ｌ）ＣＡＴ活性大幅升高，当浓度 升高到０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ时，ＣＡＴ活性有所下降，此后ＣＡＴ活性随 薹 浓度的变化趋向平缓，无大幅变化。细胞膜透性、ＭＤＡ含量 随镉浓度的升高和毒害时间的延长逐渐变大。 未 参考文献 粤 ［１］郑爱珍，刘传平，沈振国．镉处理下青菜和白菜ＭＤＡ含量、ＰＯＤ和ＳＯＤ 晒性的变化［Ｊ］．湖北农业科学，２ＯＯ５（１）：６７—６９． 处理浓度Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｎｏ￣ｔｒａｔｉｏｎ ｍａｏｌ几 ［２］邹琦．植物生理学实验指导［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２０（Ｉ３． ［３］陈宏，徐秋曼，王葳，等．镉对小麦幼苗脂质过氧化和保护酶活性的影 图４镉对细胞膜透性的影响 响［Ｊ］．西北植物学报，２ＯＯＯ，２ｏ（３）：３９９—４０３． ．４ Ｅｌｆｂｄｓ ０ｆＣｄ Ｏｎｌｍｌｎｅａｂｉｌｉ￣ｏｆ ｃｅｌｌ￣ｌ＇ｌｆｌｌｌｅ ［４］Ｓ－海东，万延慧，齐乃敏，等．重金属（ｃ 、Ｚｎ２ ）胁迫对番茄幼苗抗氧 化酶系统的影响［Ｊ］．上海农业学报，２１３Ｏ４，２Ｏ（４）：７９—８２． ”＋一＋－十一＋”＋”＋”十一十”＋”十”十一＋一十 ＋ 一十一十・・＋”＋一十”＋一 （上接第３５２０页） Ｃ－ｅｒｉｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉ￣．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｃｏｌｄ Ｓｐ￣ｎｇ｝Ｉａｒｂ０ｒ ｉ．￣ｏｒ＇ａｌｃｒｙ Ｐｒｅｓｓ．Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ． ０００：６９５—７１７． ｌ９ｌ ＹＯＳＨＩＺＡＷＡ Ｆ， 田ＡＩＩ．ＳＲ，Ⅵ Ｙ Ｔ Ｃ，ｅ【ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ ０ｆ ｅ【ａｒｙ ｐｒｏｔｅｉｎ ０Ｉ１ ｎ锄１ａ五０Ｉ１ｉｎｉｔｉａｔｉ￣ｉｎ ｒａｔ￣ｄｅｔａｌ ｎｌｌｓｃｌｅ ａｎｄ ｆｉｖｅｒ．Ｐｈ￣ｉｄＩ Ｊ Ｊ．Ａｍ Ｊ Ｅｎ． ［１２］ＢＲＵＩＬ￣Ａ，ＪＯＵＳＳＥ Ｃ，ＣＡＲＲＡＲＯ ｖ，ｄ ａ１．Ａｍｉｎｏ ａｅｉ＆ｃｏｒ￣］Ⅱ瑚ｒｍＨｌｉ衄． ｄｏｃｒｉｎｏｌＭｅｔａｂ。ｌ９９８．２７５：８ｌ４一锄． ｇｅｎｅｔｒａｍｃｒｉｐｄ￣：Ａ￣ｖａｔｉｎｇ仃；ｍｓ ０Ｉ１ ｆａｃｔ￣２ ｉｓ ｅｓｓｅｎｆｉ￣ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎｉｎｏ １ ｌ０Ｉ ＡＮＴＨＯＮＹ Ｔ Ｇ，Ａｕ Ｋ Ｒ，ＡＮＴＨＯＮＹ Ｊ Ｃ，ｄ ａ１．Ｄｅｆｔｃｉ∞ｃｖ ０ｆ ｅ【ａｒｖ ＥＡＡ ａｃｉｄ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｎｅｓｓ ０ｆｔｈｅ ＣＨＯＰ ｐｒｏ，ｎｏｔ￣［ＪＪ．Ｍｄ ｃｅｕ Ｂｉｄ，２ＯＯＯ，２０：７１９２— ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉ￣ｙｉｎｈｉ￣ｍＲＮＡｔｒａｎｓｌａｌｉ￣０ｆ６１￣ｓｏｍａｌ ｐｒｏｔｅｉｍｉＩｌｆｉｖｅｒ ０ｆｍ越． ７∞４． ｆｅｄ ｒａｔｓ【ＪＪ．Ａｍ Ｊ Ｐｈ￣ｉｄ Ｅｎｄｏｃｒｉ￣Ｍｅｔａｂ，２００ｌ，２８ｌ：Ｅ４３０一Ｅ４３９． ［１３］ＲＡＵＧＩ／ｒＢ，ＰＥＩＲＥＴｒｌ Ｆ，ＧＩＮＧＲＡＳＡ Ｃ，ｄ ａ１．Ｐｈ０ｓｐＩｌ０ ｌ ０Ｉ１ ０ｆ￣ｃａｒｙａｉｃ ［１ｌ Ｊ ＨＭＡＧＡＩＩＩ Ｓ Ｇ．Ⅱ｛０ＭＡｓ．Ｓ６ ｐｈ啊 叫 ０Ｉ１ ａｎｄ ８ｉｇｒ￣ｔｒａｎｓｄｕ￣［Ｃｊ／／ ｔｒａｎｓｌａｌｉ￣ｉ 撕０Ｉ１ｆａｅｔ￣４Ｂ Ｓｅｒ４２２ｉｓｍｏｄｕｌａＪｅｄ ｂｙ Ｓ６ｋｌ１ａｓｅｓ［Ｊｊ．ＥＮＢＯ， Ｓ ０１ ｍⅡ Ｎ．ＨＥＲＳＨＥＹ ＪＷＢ，Ｍ罔ⅧＷＳ Ｍ Ｂ．Ｔｒａｎｓｌ￣ｏｎａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ０ｆ ２１３Ｏ４， （８）：１７６ｌ一１７６９．
