李程，姚義鳴，李逍逍，成杰民，孫紅文

（1.山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，濟(jì)南 250358；2.南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，教育部環(huán)境污染過程與基準(zhǔn)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300071）

鎘（Cd）是一種劇毒重金屬元素，是植物非必需元素，土壤中Cd的來源包括自然來源與人為來源，如肥料、灌溉水、動物糞便和大氣沉降等。然而即使在非常低的濃度狀態(tài)下，Cd也會強(qiáng)烈抑制植物的生長發(fā)育，甚至導(dǎo)致死亡。作為典型傳統(tǒng)有機(jī)污染物，多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）主要來源于煤的不完全燃燒和其他化學(xué)產(chǎn)品的回收和加工。由于其具有易在環(huán)境中積累、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸遷移轉(zhuǎn)化以及極易進(jìn)入生物體內(nèi)等特性，對環(huán)境、生物和人類的健康帶來潛在的威脅。隨著工業(yè)化和城市化的不斷推進(jìn)，多數(shù)大中城市面臨著工業(yè)企業(yè)搬遷，遺留污染場地增加，且場地土壤中的污染物種類復(fù)雜，目前國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)的場地Cd 和PAHs 復(fù)合污染主要分布于礦區(qū)、電子垃圾回收場地、油田基地、冶煉廠及鋼鐵廠等附近的土壤中。因此，場地中Cd與PAHs的復(fù)合污染問題受到廣泛關(guān)注。

植物是生態(tài)系統(tǒng)的基本且關(guān)鍵的生物成分，當(dāng)土壤環(huán)境受到污染時(shí)，也會不可避免地對植物造成毒性損害。Cd具有極強(qiáng)的生物積累性，土壤是植物暴露于Cd 的主要途徑。有研究表明，大氣中的Cd沉積到土壤中，使得土壤中Cd的生物可利用性提高，導(dǎo)致水稻中Cd 積累增加。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤中Cd 濃度達(dá)到125 mg·kg時(shí)，Cd 會在野生高粱（L.）和小花鬼針草（Willd.）這兩種植物的地上部富集，且富集系數(shù)均大于1。植物吸收PAHs的來源復(fù)雜，除可以從根部吸收土壤中PAHs 以外，還可能通過葉面從大氣中直接吸收。金發(fā)草（Lam.）暴露在芘（Pyrene，Pyr）濃度范圍為20～322 mg·kg土壤中，其莖葉部中Pyr 的累積濃度最高能達(dá)到176 mg·kg。因此，土壤中重金屬以及有機(jī)污染物會在植物體內(nèi)累積，從而對植物造成傷害。

植物的抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物表達(dá)是植物毒性的常見指標(biāo)?；钚匝酰≧eactive oxygen species，ROS）的過度產(chǎn)生是植物對重金屬和有機(jī)污染物應(yīng)激的早期反應(yīng)之一，過量的ROS 可能導(dǎo)致膜脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸氧化，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞損傷。然而植物的抗氧化酶體系以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物可以減弱這些有害影響。有研究報(bào)道，植物可以通過調(diào)節(jié)多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（Phosphoenolpyruvate carboxylase，PEPC）等抗氧化酶來應(yīng)對體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)。同時(shí)，還原性谷胱甘肽（Reduced glutathione，GSH）和脯氨酸（Proline，Pro）可以緩解Cd 或者PAHs 對植物的脅迫反應(yīng)。在植物受到脅迫的過程中，抗氧化酶活性以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的濃度均會發(fā)生變化。因此，植物體內(nèi)的抗氧化酶活性以及氧化應(yīng)激指示物濃度的變化可以作為植物受到Cd和PAHs脅迫程度的指標(biāo)，但目前仍未有針對這兩類典型污染物復(fù)合污染條件下植物氧化應(yīng)激效應(yīng)的研究。

黑麥草（L.）是污染場地中普遍存在的植物之一，其生長周期較短且對有機(jī)和無機(jī)復(fù)合污染均具有較高的耐受性。模擬染毒試驗(yàn)中，黑麥草可以在PAHs 濃度為400 mg·kg的土壤中生長，同時(shí)在Cd 濃度為50～400 mg·kg的土壤中也具有一定的耐受性，因此可以作為指示Cd 和PAHs 復(fù)合污染效應(yīng)的模式生物。本研究以黑麥草作為模式植物，開展盆栽試驗(yàn)，分別研究Cd 和PAHs 單一暴露下黑麥草氧化應(yīng)激指標(biāo)的劑量-效應(yīng)關(guān)系；同時(shí)，考慮到PAHs 的面源污染特征，本研究擬以PAHs 的高、低濃度為背景值，研究不同土壤Cd 濃度暴露對黑麥草氧化應(yīng)激效應(yīng)的影響，并闡明土壤PAHs和Cd共同暴露條件下影響植物氧化應(yīng)激的聯(lián)合作用機(jī)制，以期為場地土壤PAHs 和Cd 復(fù)合污染指示物的篩選和復(fù)合污染的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試土壤與種子

供試土壤為山東濱州典型土壤類型潮土，其基本理化性質(zhì)如表1 所示。供試黑麥草種子由浙江杭州金陽光種業(yè)提供。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of the experimental soil

1.1.2 主要試劑

試供試劑 萘（Naphthalene，Nap）、菲（Phenanthrene，Phe）、蒽（Anthracene，Ant）、Pyr、苗屈（Chrysene，Chr）、苯并[a]芘（Benzo[a]pyrene，BaP）和水合氯化鎘（CdCl·2.5HO）均購自中國上海麥克林生化科技有限公司，丙酮（色譜純）購自中國上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。PPO 試劑盒（微量法）、PEPC 試劑盒（微量法）、Pro 試劑盒（微量法）和GSH 試劑盒（微量法）均購自北京索萊寶科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽試驗(yàn)于2021年4—6月在天津市南開大學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)樓溫室進(jìn)行。選取土壤環(huán)境中普遍存在的具有不同苯環(huán)數(shù)的6 種PAHs（Nap、Phe、Ant、Pyr、Chr 和BaP）和Cd 作為供試污染物。PAHs 和Cd 濃度設(shè)置如表2 所示，設(shè)置依據(jù)為葫蘆島場地Cd 和PAHs 濃度，場地土壤中Cd 濃度范圍為0.19～114.00 mg·kg，16種優(yōu)先控制PAHs 總濃度范圍為316～492 mg·kg。根據(jù)此濃度范圍進(jìn)行人工模擬染毒。土壤單一暴露Cd 和PAHs 的染毒方法如下：取6 種PAHs 標(biāo)品各500 mg溶于100 mL丙酮中，并將其與1 kg空白土混勻，配制PAHs 單體濃度均為500 mg·kg的染毒土1 kg，然后與空白土逐級混合，分別配制出名義單體濃度梯度為0、10（C1）、20（C2）、50（C3）、100（C4）mg·kg的PAHs 染毒土；取CdCl·2.5HO 標(biāo)品2 500 mg 溶于100 mL 水中，并將其與5 kg 空白土混勻，配制500 mg·kg的染毒土5 kg，然后與空白土逐級混合，分別配制出名義濃度梯度為0、10（T1）、20（T2）、50（T3）、100（T4）mg·kg的Cd 染毒土。土壤復(fù)合暴露Cd 和PAHs 的染毒方法如下：將Cd 染毒梯度的土壤分成3組，其中一組用于單一暴露試驗(yàn)，另外兩組土壤中分別加入丙酮配制的PAHs 染毒液。使其名義單體濃度分別達(dá)到10 mg·kg和100 mg·kg。將對照組（CK）土壤和各組染毒土壤裝于內(nèi)徑12 cm、高15 cm的花盆中，再向花盆中加入等量去離子水調(diào)節(jié)土壤含水量為60%。根據(jù)前人對重金屬和PAHs 的研究，確定重金屬和PAHs 染毒土壤老化時(shí)間為兩周。選擇飽滿、大小均勻的黑麥草種子，用3% HO溶液表面滅菌20 min，種植在空白土中，14 d 后，待黑麥草長至20 cm 左右高度，選取長勢相同的黑麥草移植到裝有染毒土的花盆當(dāng)中，生長21 d。溫室條件：溫度20 °C/15 °C（晝/夜），光周期16 h/8 h（晝/夜）。21 d 后收集植物樣品。將所有樣品葉片用PBS 緩沖溶液清洗后，稱量黑麥草地上部生物量，分析其抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激指示物的濃度。

表2 土壤Cd和PAHs處理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)（mg·kg-1）Table 2 Experimental design of Cd and PAHs soil treatment（mg·kg-1）

1.3 黑麥草地上部生物量的測定

將黑麥草植株從盆栽中取出，分離莖葉和根，將莖葉分別用自來水、蒸餾水沖洗后，用濾紙吸干，用萬分之一天平分別稱量每個(gè)處理組中黑麥草莖葉質(zhì)量。

1.4 植物抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物的測定

取新鮮的葉片，分別用自來水、蒸餾水和PBS 緩沖液沖洗后，在液氮中均勻磨成細(xì)粉，利用試劑盒（微量法）提供的說明書中的方法處理植物，提取植物的抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物，使用酶標(biāo)儀（SPARK20M，TECAN，瑞士）測定其抗氧化酶活性以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的濃度。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

用Microsoft Excel 和Origin 2018 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用SPSS 26 進(jìn)行單因素ANOVA 分析，采用LSD 和沃勒鄧肯法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一Cd 染毒、單一PAHs 染毒和復(fù)合染毒對黑麥草生長的影響

不同處理組黑麥草的地上部生物量如圖1 所示。與對照組相比，各處理組黑麥草的生物量在單一和復(fù)合暴露條件下均顯著降低，但在復(fù)合污染與單一污染之間，黑麥草的生物量并無顯著差異；且在各染毒組內(nèi)，隨染毒濃度增加黑麥草生物量變化普遍不顯著。上述結(jié)果說明Cd 和PAHs 的單一或復(fù)合暴露對黑麥草的生長狀態(tài)有一定負(fù)面影響，但仍在耐受范圍內(nèi)。

圖1 21 d培養(yǎng)后黑麥草地上部生物量Figure 1 The aboveground biomass of ryegrass after 21 days of cultivation

2.2 單一Cd 染毒下黑麥草抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的變化趨勢

Cd 脅迫導(dǎo)致黑麥草體內(nèi)抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物濃度均發(fā)生了顯著變化。如圖2 所示，隨著土壤中Cd 濃度的升高，PEPC 的活性和Pro 的濃度均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在Cd濃度為50 mg·kg時(shí)均達(dá)到最大值；而GSH 濃度呈現(xiàn)遞增趨勢，PPO 活性呈現(xiàn)遞減趨勢。

圖2 Cd染毒黑麥草抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物變化趨勢Figure 2 The change trend of antioxidant enzyme activities and oxidative stress products in ryegrass under exposure of Cd

2.3 單一PAHs染毒下黑麥草抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的變化趨勢

PAHs脅迫導(dǎo)致了黑麥草體內(nèi)抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物濃度均發(fā)生了顯著變化。由圖3可知，隨著土壤中PAHs濃度的升高，PEPC的活性和GSH、Pro的濃度均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在PAHs單體濃度為50 mg·kg時(shí)達(dá)到最大值，PEPC的活性和Pro濃度的變化與Cd染毒條件下的變化趨勢一致；PPO活性呈現(xiàn)顯著下降趨勢，但在PAHs單體濃度達(dá)到20 mg·kg以上時(shí)，抑制水平趨于穩(wěn)定，不再有顯著變化。

圖3 PAHs染毒黑麥草抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物變化趨勢Figure 3 The change trend of antioxidant enzyme activities and oxidative stress products in ryegrass under exposure of PAHs

2.4 Cd-PAHs 復(fù)合染毒下黑麥草抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的變化趨勢

為了探究PAHs 高低兩個(gè)濃度與Cd 復(fù)合染毒對黑麥草抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的影響，分別將PAHs 高低兩個(gè)濃度與Cd 復(fù)合染毒下黑麥草的4 種指標(biāo)變化與單一Cd 染毒下黑麥草的4 種指標(biāo)變化進(jìn)行對比。如圖4和圖5所示，紅線分別代表高低PAHs濃度與Cd 復(fù)合染毒下黑麥草4 種指標(biāo)的變化趨勢。由圖4 可知，對于低濃度PAHs 與Cd 復(fù)合染毒組，隨著Cd 濃度升高，黑麥草PEPC 活性整體呈上升趨勢；PPO 活性呈先上升后下降趨勢，在Cd 濃度為10 mg·kg時(shí)達(dá)到最大值；Pro 濃度未發(fā)生顯著變化，但在Cd濃度為100 mg·kg時(shí)顯著上調(diào)；GSH 濃度呈先上升后下降趨勢，在Cd 濃度為50 mg·kg時(shí)達(dá)到最大值。由圖5 可知，對于高濃度PAHs 與Cd 復(fù)合染毒組，隨著Cd濃度升高，黑麥草PPO活性和Pro濃度均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，在Cd濃度為20 mg·kg左右時(shí)達(dá)到最大值；PEPC 活性顯著降低，當(dāng)Cd 濃度達(dá)到20 mg·kg時(shí)抑制水平趨于穩(wěn)定，不再有顯著變化；而GSH濃度僅在Cd濃度為50 mg·kg時(shí)呈顯著上升。

同時(shí)為了探究復(fù)合染毒的劑量效應(yīng)關(guān)系，將單一Cd 染毒下黑麥草的抗氧化酶活性以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物濃度分別與10 mg·kg和100 mg·kg兩個(gè)PAHs 染毒濃度下黑麥草的抗氧化酶活性以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物濃度直接加和，產(chǎn)生理論加和效應(yīng)曲線，如圖4和圖5中藍(lán)色虛線所示。無論P(yáng)AHs 染毒濃度高低，Cd 和PAHs 復(fù)合染毒時(shí)，Pro、GSH 的濃度和PEPC、PPO 的活性均普遍顯著低于理論加和效應(yīng)的水平，說明Cd和PAHs 復(fù)合暴露對黑麥草的毒性作用表現(xiàn)為顯著的拮抗效應(yīng)，然而在高濃度的PAHs 條件下，Pro 濃度在Cd 濃度50 mg·kg以下時(shí)表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)，隨著Cd濃度升高而轉(zhuǎn)變?yōu)檗卓剐?yīng)。

圖4 低濃度PAHs與Cd復(fù)合染毒黑麥草抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激指示物變化趨勢Figure 4 The change trend of antioxidant enzyme activity and oxidative stress products in ryegrass under exposure of low concentrations of PAHs and Cd

圖5 高濃度PAHs與Cd復(fù)合染毒黑麥草抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激指示物變化趨勢Figure 5 The change trend of antioxidant enzyme activity and oxidative stress products in ryegrass under exposure of high concentrations of PAHs and Cd

3 討論

3.1 不同染毒組對黑麥草地上部生物量的影響

黑麥草的生物量是判斷植物生長狀況的一個(gè)重要指標(biāo)，植物在Cd 與PAHs 脅迫作用下，生長會受到抑制，導(dǎo)致生物量下降。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，所有染毒組生物量均有不同程度的減少（圖1）。說明由于Cd和PAHs的脅迫作用，阻礙了黑麥草根系對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而抑制了根系向地上部運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)，影響了黑麥草的生長，導(dǎo)致其地上生物量降低，但并未表現(xiàn)出明顯劑量-效應(yīng)關(guān)系。

3.2 單一Cd 染毒對黑麥草抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的影響

當(dāng)植物受到Cd 脅迫時(shí)，黑麥草的4 種指標(biāo)均發(fā)生了顯著變化，這說明Cd脅迫下，黑麥草體內(nèi)會產(chǎn)生大量的ROS，激活植物體內(nèi)的酶促系統(tǒng)和非酶促系統(tǒng)，從而產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)來進(jìn)行自我保護(hù)。其中，PEPC的活性在一定Cd濃度內(nèi)呈升高趨勢（圖1）。有研究表明PEPC 在大麥、小麥等單子葉植物中有重要的補(bǔ)給功能，并調(diào)節(jié)參與三羧酸循環(huán)（TCA 循環(huán)）的有機(jī)酸的合成。植物在受到Cd 脅迫時(shí)，體內(nèi)有機(jī)酸也會參與緩解脅迫這一過程，因此隨著Cd 濃度的增加，PEPC 的活性逐漸增大，緩解了Cd 對黑麥草的脅迫。PPO 活性降低是因?yàn)镃d 直接抑制了PPO基因的表達(dá)，從而抑制了其活性。GSH 和Pro 作為典型的非酶抗氧化劑，其濃度也隨Cd 濃度增加而增加。GSH 是植物抗Cd 的重要物質(zhì)之一，是以與重金屬結(jié)合的植物螯合肽的前體，還可以在谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶的作用下與重金屬離子形成復(fù)合物，維持細(xì)胞內(nèi)的離子平衡；GSH 還能通過谷胱甘肽-抗壞血酸循環(huán)（GSH-AsA 循環(huán)），對植物體內(nèi)產(chǎn)生的ROS 進(jìn)行清除。Pro 是植物調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的重要物質(zhì)，隨著Cd 濃度的增加，Pro 通過調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓來提高其滲透吸水的能力，從而增加黑麥草對Cd 的耐受能力。而當(dāng)Cd 濃度增大至100 mg·kg后，除GSH 濃度上升外，PPO、PEPC 活性和Pro 濃度均呈下降趨勢，這是由于植物對Cd 的氧化應(yīng)激引起了黑麥草生長障礙，隨著Cd濃度的增加，酶活性抑制劑增加。GSH濃度增加也是由這一原因引起的。

3.3 單一PAHs染毒對黑麥草抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的影響

在PAHs 暴露條件下，黑麥草可通過調(diào)節(jié)各種抗氧化酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物水平來緩解顯著增加的ROS。有研究表明，PAHs 脅迫會影響植物的三羧酸循環(huán)，植物通過加快CO的運(yùn)送、加速丙酮酸轉(zhuǎn)化成乙酰輔酶A促進(jìn)三羧酸循環(huán)來釋放更多能量，從而積極調(diào)控植物相關(guān)防御基因的表達(dá)來應(yīng)對PAHs 脅迫，因此PEPC 活性隨著PAHs 濃度增加而升高，在單體濃度為50 mg·kg時(shí)達(dá)到最大值，而PPO 活性隨著PAHs 濃度的增加逐漸降低，其原因可能是土壤PAHs毒性較高，超出了PPO的防御范圍，從而產(chǎn)生了酶活性抑制劑，PPO 活性逐漸下降。有研究表明，在PAHs 脅迫下，擬南芥蛋白鳥嘌呤核苷酸結(jié)合蛋白（G 蛋白）和核苷二磷酸激酶（NDPK）的表達(dá)基因上調(diào)，激活體內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）途徑和活性氧信號途徑，使得谷胱甘肽還原酶（Glutathione reductase，GR）相關(guān)表達(dá)基因上調(diào)，因此GSH 濃度增大。在PAHs 脅迫下，植物滲透壓升高，導(dǎo)致Pro濃度升高。當(dāng)PAHs 單體濃度達(dá)到100 mg·kg時(shí)，毒性較大，導(dǎo)致植物機(jī)體受損，因此抗氧化系統(tǒng)受到破壞，所以PPO、PEPC 活性和GSH、Pro 濃度均呈下降趨勢。

3.4 Cd-PAHs 復(fù)合染毒對黑麥草抗氧化酶以及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的影響

低濃度PAHs 與Cd 復(fù)合染毒下，黑麥草的PEPC活性和Pro 濃度的變化趨勢與Cd 單一染毒相比有明顯差異，而PPO 活性和GSH 濃度與Cd 單一染毒較為一致；高濃度PAHs 與Cd 復(fù)合染毒下，PEPC、PPO 活性和Pro、GSH 濃度與Cd 單一染毒相比均有明顯差異。這說明復(fù)合染毒對黑麥草的脅迫與單一染毒存在顯著不同。與單一染毒相比，復(fù)合染毒下4 種指標(biāo)發(fā)生不同的變化，推測是由于黑麥草體內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)程度不同，同時(shí)植物的每個(gè)指標(biāo)對過氧化傷害防御的閾值不同，且控制4 種指標(biāo)相關(guān)的基因受到了不同程度的抑制。因此，PEPC 和PPO 的活性以及Pro和GSH 濃度的顯著下調(diào)是土壤高濃度Cd和PAHs復(fù)合污染重要的植物生物效應(yīng)指示物，這為場地復(fù)合污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供了理論支撐。

本研究結(jié)果表明，高低濃度的PAHs與Cd的復(fù)合暴露條件下，黑麥草中PEPC、PPO、GSH 和Pro 4 種指標(biāo)均普遍低于理論加和效應(yīng)，這說明PAHs與Cd復(fù)合暴露對黑麥草的氧化應(yīng)激效應(yīng)不是簡單的加和，而是呈現(xiàn)拮抗效應(yīng)。通過分析發(fā)生拮抗效應(yīng)的機(jī)理，推測低濃度PAHs的存在改變了黑麥草對Cd的吸收過程，影響了植物的三羧酸循環(huán)，同時(shí)影響了植物的氧化應(yīng)激。有學(xué)者對羊頭魚的急性毒性反應(yīng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)Phe 與鋅（Zn）的拮抗作用可能是因?yàn)镻he 改變了羊頭魚的溶酶體膜穩(wěn)定性及其功能，從而緩解了Zn 的毒害作用；ZHANG 等也報(bào)道了低濃度的Phe能夠緩解Cd 對濕地植物的毒害作用，并推測土壤中的PAHs 可以作為一種碳源被微生物吸收，這對植物根部微生物的生長發(fā)育及其結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。低濃度的PAHs可能緩解Cd對黑麥草的氧化損傷，但同時(shí)也改變了其酶活性，這與前人的研究相符。高濃度PAHs 與Cd 的共存可能刺激了黑麥草體內(nèi)的保護(hù)機(jī)制，PAHs 與Cd 可以使ROS 在植物體內(nèi)積累增加，逆境脅迫下植物的抗氧化機(jī)制是植物自我保護(hù)的一種適應(yīng)性反應(yīng)，一定程度上可以減輕脅迫作用，但這種調(diào)節(jié)能力是有限的，一旦高濃度的染毒物脅迫強(qiáng)度遠(yuǎn)超過了黑麥草自身的防御能力，植物的抗氧化系統(tǒng)會遭到破壞，使植物清除ROS 的能力減弱，從而在細(xì)胞水平上造成損傷，植物體內(nèi)的酶活性和氧化應(yīng)激產(chǎn)物均受到抑制。有研究發(fā)現(xiàn)，高濃度Zn 與PAHs 在菠菜（L.）體內(nèi)呈現(xiàn)拮抗作用，同時(shí)有研究表明高濃度的Pyr 與銅（Cu）復(fù)合污染對玉米幼苗的脅迫表現(xiàn)為拮抗作用，這種拮抗作用也可能是黑麥草的氧化指標(biāo)與單一污染相比發(fā)生顯著變化的原因，使黑麥草4 種指標(biāo)在高濃度復(fù)合染毒下普遍呈現(xiàn)拮抗效應(yīng)。

此外，有研究發(fā)現(xiàn)在硒（Se）和汞（Hg）污染體系中也存在著拮抗作用，Se 可以降低大蒜（）體內(nèi)Hg 與GSH 的結(jié)合，從而降低Hg 在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)、積累和毒性，這說明氧化應(yīng)激指標(biāo)是復(fù)合污染暴露聯(lián)合作用的關(guān)鍵靶點(diǎn)；同時(shí)也有研究發(fā)現(xiàn)在Cu 和鹽的脅迫下白樺茸（）的抗氧化系統(tǒng)發(fā)生了變化，Cu 離子可能與細(xì)胞膜蛋白結(jié)合從而改變鹽離子的通道，使鹽脅迫引起的GSH、過氧化氫酶（Catalase，CAT）和GR 的水平下降，表現(xiàn)為拮抗效應(yīng)。但目前尚未有將PEPC、PPO 和Pro 作為生物效應(yīng)靶點(diǎn)的復(fù)合污染暴露研究，推測在PAHs 和Cd 復(fù)合污染體系中可能存在類似的拮抗作用，使PAHs和Cd復(fù)合暴露條件下黑麥草的PEPC和PPO 的活性以及Pro 和GSH 濃度與理論單一暴露的加和效應(yīng)相比顯著下降。

4 結(jié)論

（1）單一Cd染毒和單一PAHs染毒脅迫均會引起黑麥草氧化應(yīng)激反應(yīng)，但兩種染毒引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)程度不同。

（2）在PAHs 與Cd 復(fù)合染毒下，PEPC、PPO、GSH和Pro 4種指標(biāo)普遍呈現(xiàn)拮抗效應(yīng)。

（3）PEPC 和PPO 的活性以及Pro 和GSH 濃度的顯著下調(diào)可能是場地土壤高濃度PAHs 和Cd 復(fù)合污染的重要指征。