唐云川 陳會玲

摘要：選擇原生長狀況基本相同的小葉榕一年生實生幼苗為研究材料，對其進行了鍋溶液人工澆灌處理，共設3個處理：分別為對照組（CK），Cd²⁺處理Cd1組（2mmol/L CdCl₂溶液），Cd²⁺處理Cd2組（4mmol/ LCdCIZ溶液），研究了其對不同程度鎘脅迫的部分生理生化響應。主要研究結果為：鎘處理對其造成一定的脅迫作用，其中過氧化產物丙二醛（MDA）含量急劇增加、過氧化氫酶（CAT）及可溶性蛋白含量均顯著增加，且高濃度處理組的增量較低濃度處理組更為明顯，說明小葉榕可以通過杭氧化酶系統及滲透調節(jié)系統來積極應對鎘脅迫;Cd²⁺對幼苗的傷害較大。

關鍵詞：小葉榕;錫;可溶性蛋白

中圖分類號：S154 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2018）11-0025-02

1 引言

重金屬是土壤中固有的重要組成成分，其化學性質特殊，對環(huán)境的污染具有持久性和強烈的生物毒性。鎘是土壤重金屬污染中最為主要的一種，土壤鎘污染具有很強的生態(tài)環(huán)境效應。鎘具有一定的穩(wěn)定性、積累性和不易清除性，所以一旦進入到土壤中便會長期存留在其中，會對植物的細胞產生毒害作用，影響其生理生化作用，例如抑制植物光合、蒸騰作用，干擾其正常的生理代謝，以致使植株產生病變、衰老甚至死亡的生理現象。進而會通過食物鏈的傳遞威脅到人們的健康。隨著社會現代化和科技的發(fā)展，重金屬污染已經越來越嚴重，成為當今最棘手的環(huán)境問題之一，其對植物的毒害作用越來越不能被小覷。目前鎘脅迫研究的中心忽略了對園林樹種的研究，而實質上園林樹種的多年生特性更需要對其脅迫環(huán)境進行研究。小葉榕是園林規(guī)劃設計中最為常用的一種行道、庭院樹種，鎘的脅迫會對其生長帶來影響。因此此次以小葉榕為研究材料，研究不同濃度的鎘環(huán)境條件下其內部響應機制，為小葉榕的逆境脅迫研究提供理論依據。

2 實驗材料與方法

2.1 實驗材料與實驗步驟

本實驗選取小葉榕實生苗為研究材料，選取健康且生長狀況相似的的苗木于2017年12月5日移栽到5L塑料盆中，基質為紅土+珍珠巖+腐殖土（3：3：2）的混合基質。本實驗共設3個組（對照（CK）組），Cd²⁺處理Cd1組，每組6盆，每盆1株。實驗室白天溫度范圍為22～28℃，夜間溫度范圍為8～14℃，相對濕度為30%～70%。處理時間從2017年12月至2018年2月，共3個月時間，處理結束前一周，采集測定樣品（每株選取從上到下的第三至第五片完全展開且看上去無病的葉），每個處理至少6株重復。

鎘脅迫處理：分別用2mmol/L CdCl₂液和4mmol/L CdCl₂溶液進行處理，每株隔1d定時均勻澆灌40mL處理溶液，對照組用清水代替。

2.1.1 丙二醛含量的測定

葉片測定樣品約0.3g，在6mL 10%三氯乙酸中研磨，然后在14000r/min離心10min。取上清液2mL，再加入2mL0.6%硫代巴比妥酸，充分反應后將裝有反應液的試管沸水浴40min，然后在冰浴中迅速冷卻。然后在12000r/min下離心10min，取上清液用分光光度計（Unicam UV-330，USA）測定其在440、532及600nm的吸光度。

2.1.2 可溶性蛋白含量的測定

以50mM磷酸緩沖溶液（pH值7.8）為提取液（其中含0.1mM EDTA及2%PVP（w/v））。稱取0.2g葉片，用液氮研磨后，加入5mL提取液，進一步研磨成勻漿，經過12000r/min離心20min取上清液，加入G-250反應后在595nm處比色，記錄光密度值，計算蛋白濃度，方法參照（Bradford et al.，1983）。

2.1.3 杭氧化酶活性測定

取0.2g葉片材料于5mL提取緩沖液（50mmNa₂HPO₄-NaH₂PO₄緩沖液，pH值7.0，含1mM ED-TA，0.05%（V/V）Triton X-100，2%（W/V）不溶性聚乙烯毗咯烷酮）中研磨成漿。經過10000r/min離心20min，取上清液進行酶活性測定。

2.4 過氧化物酶（POD）活性測定

取約含100μL的酶提取液加入3mL酶反應液中（50mM Na₂HPO₄-NaH₂PO₄緩沖溶液，pH值6.0，含3mM愈創(chuàng)木酚和2.5mM H₂O₂）中，充分混勻。于紫外一可見分光光度計上讀取470nm處吸光光度值在2min內每2s中的變化（Lin et al.，2002）。根據摩爾消光系數39.4mM-1cm-1，計算酶活性。

2.2 統計分析

所有的數據分析都利用SPSS11.5統計分析軟件進行一元方差分析（one-way ANOVA），平均數間的多重比較采用Ducan's檢驗方法。

3 結果與分析

3.1 鎘脅迫對丙二醛（MDA）含量的影響

MDA是膜脂過氧化作用的最終產物，其含量是反映膜脂過氧化作用強弱和質膜受破壞程度的重要標志。試驗顯示，在鎘脅迫下，處理組的小葉榕幼苗葉片MDA含量均高于對照組，說明鎘脅迫均造成了小葉榕幼苗葉片細胞膜脂過氧化，對細胞膜造成了損傷。在Cd2脅迫組鎘濃度為4mmol/L時小葉榕葉片MDA含量達到最大值，與對照組相比上升了132.97%，差異達到極顯著水平。

3.2 鎘脅迫對可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白是植物體內重要的滲透調節(jié)物質，通過可溶性蛋白含量的變化可以檢測植物的葉片功能和衰老程度。因此，可溶性蛋白質含量是衡量植物是否發(fā)生重金屬脅迫的重要指標。

3.3 鎘脅迫對抗氧化酶活性的影響

（1）過氧化物酶（POD）。在試驗濃度范圍內，鎘脅迫下，小葉榕幼苗葉片POD活性發(fā)生變化，且高于對照。說明在鎘重金屬脅迫下植物通過一系列的生理生化反應產生了有害的過氧化物，小葉榕幼苗通過提高POD的活性來響應這些重金屬的脅迫。與對照相比，在鎘脅迫條件下，小葉榕幼苗POD活性呈先迅速升高后迅速下降的趨勢。在鎘低濃度2mmol/L時，達到對照的9.86倍，活性增加，顯示了低濃度的鎘能使清除氧自由基能力增強，對小葉榕葉片POD活性有明顯的激活效應。

（2）超氧化歧化酶（SOD）。鎘脅迫下，小葉榕葉片SOD活性隨著鎘處理濃度的增加呈現持續(xù)升高的趨勢，說明本試驗濃度范圍的鎘對小葉榕葉片SOD活性具有明顯的激活效應，在鎘處理下植物通過一系列的生理生化反應產生了有害的過氧化物，小葉榕幼苗通過提高SOD活性來應對Cd²⁺脅迫對自身的傷害。

（3）過氧化氫酶（CAT）。對于鎘處理，小葉榕幼苗葉片CAT活性則隨著處理濃度的增加而增加，Cd1和Cd2處理組與對照相比分別上升了64.64%和98.23%。

（4）抗壞血酸過氧化物酶（APX）。與對照組相比，在鎘脅迫下，隨著處理濃度的升高小葉榕幼苗葉片APX活性表現出先上升后下降的趨勢，說明小葉榕幼苗對鎘具有一定的抵御能力。

4 實驗存在的問題

把重金屬和小葉榕結合在一起研究的相關實驗少之又少，此次的研究，由于時間與技術問題，本次實驗還存在很多的不足之處。此次實驗梯度設置較少，且重金屬的梯度范圍較小，應適當增加梯度數量，并適當延長處理時間，這樣能減小誤差，從而更好地提高實驗的精度。同時，在澆灌溶液、采收、保存以及測定的過程中也應盡量進一步減小誤差值，采收后要及時測定，操作過程要認真謹慎，以便獲得更科學的對比數據，進行更深人的探討。

5 結論

鎘脅迫對小葉榕幼苗毒害作用很大，中低濃度的鎘脅迫可以使小葉榕葉片SOD、CAT和POD活性增加到最大值，而高濃度的鎘使APX活性增加到最大值。說明抗氧化酶系統處于動態(tài)平衡狀態(tài)，對小葉榕幼苗起到了重要的保護作用。

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