重金属铅胁迫对小白菜种子萌发的影响

徐芬芬，袁 盼，邹阿凤

（上饶师范学院生命科学学院，江西 上饶 334001）

受自然因素和人类活动的影响，如工业“三废”、农业污水灌溉、农药化肥的使用、含铅防爆汽油的开发使用等，我国的农田土壤环境重金属污染情况日益恶化，环境中Pb含量急剧增加。铅被植物吸收并积累到一定程度就会影响种子的萌发，使根系丧失正常功能，妨碍其对养料的吸收，阻滞农作物正常生长发育，降低产量和品质，还会通过食物链的富集严重损害人的神经、消化、免疫和生殖系统[1-2]。

近年来，有关铅对植物的毒性效应，国内外已进行了大量研究[3-10]，但关于铅对小白菜生理特性影响的研究[11]报道较少，特别是铅对小白菜种子萌发的影响尚未见报道。本试验研究了铅对小白菜种子萌发和幼苗生长的影响及其毒害机理，可为蔬菜铅污染的预测预报、生产无公害蔬菜等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小白菜品种为：“抗热中箕605”。

1.2 试验设计与处理

将种子用70%酒精消毒5min，自来水冲洗干净，并用蒸馏水冲洗3次以上，最后用滤纸吸干水分备用。选取直径9 cm的培养皿，内铺2层滤纸，挑选基本均匀一致、色泽紫红的饱满种子100粒播种于滤纸之上。每个培养皿加处理液5mL左右，以滤纸饱和为基准。Pb以Pb（AC）2的形式提供，浓度梯度设置为：0、0.1、0.3、0.5、0.8、1.0、1.5、2.0 mmol/L，每12 h用称重法加水一次。每个处理3次重复。萌发试验在培养箱内进行，将萌发后的种子幼苗培养10 d，之后测定幼苗的各项指标。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 发芽率 12 h后，开始观察出芽情况，以后每隔12 h观察一次发芽率，36 h后计算发芽率、发芽势和发芽指数，见式（1）～式（4）。

式中，Dt为发芽时间d，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数。

活力指数（VI）=发芽指数（Gt）×胚鲜重（g）（4）

1.3.2 根、芽长和胚芽重的测量 试验结束时测出种子萌发的根、芽长和胚芽重。发芽试验结束时，在每个培养皿中取6株幼苗，测量根长、芽长和胚芽重。

1.3.3 抑制指数 抑制指数的计算见式（5）。

抑制指数（RI）=（对照指标值-处理指标值）/对照指标值 （5）

2 结果与分析

2.1 铅胁迫对小白菜种子发芽的影响

由表1可知，随铅胁迫浓度的增加，小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等均呈先升高后下降的趋势。各发芽指标峰值均发生在0.1mmol/L的处理上，该处理的发芽率和发芽指数均较CK稍有提高。此后，随着铅胁迫浓度的增加，各发芽指标均有所降低。其中，1.5 mmol/L和2.0 mmol/L铅处理各指标均显著或极显著低于CK。这说明，低浓度（0.1 mmol/L）铅胁迫处理对小白菜种子萌发有一定的促进作用，而高浓度（1.5 mmol/L）铅胁迫则显著抑制种子萌发。

表1 铅胁迫对小白菜种子发芽的影响

2.2 铅胁迫对小白菜胚根长、胚芽长及胚鲜重的影响

由表2可知，0.1mmol/L铅处理胚根长、胚芽长均较对照有所提高。此后，胚根长、胚芽长均随铅胁迫浓度的增加而降低。随铅处理浓度的增加，胚

表2 铅胁迫对小白菜胚根长、胚芽长及胚鲜重的影响

鲜重一直下降。这说明，胚鲜重对铅胁迫更敏感。

2.3 铅胁迫对各指标抑制指数的影响

由表3可知，0.1 mmol/L处理对发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长和胚芽长均有促进作用，当浓度大于0.3 mmol/L时，促进作用消失，抑制作用逐渐增大，且随着浓度增加，RI持续增长。抑制指数之和（∑（RI））表示各指标受抑制的程度，依次为：胚根长>活力指数>发芽指数>胚鲜重>发芽势>胚芽长>发芽率。这表明，铅胁迫对胚根长的影响最大，对发芽率的影响最小。

表3 铅胁迫下小白菜种子萌发的抑制指数

3 小结与讨论

重金属污染已成为环境生物学关注的焦点。从植物生理角度来看，种子萌发即是植物生命进程的起点，也是植物最早接受重金属胁迫的阶段。因此，了解种子萌发对铅的胁迫反应，是系统认识重金属伤害机理的较好途径。本研究结果表明，低浓度（0.1mmol/L）铅胁迫对小白菜种子萌发有一定的促进作用，高浓度（1.5 mmol/L）铅胁迫则显著抑制小白菜种子的萌发。这种重金属对植物种子萌发的影响存在较低浓度下刺激和高浓度下抑制的效应，与张春荣[12]和孙涌栋[13]等的研究结果一致。

另外，从各指标受铅胁迫抑制的程度来看，依次为：胚根长>活力指数>发芽指数>胚鲜重>发芽势>胚芽长>发芽率。这表明，铅胁迫对胚根长的影响最大，对发芽率的影响最小。这是因为种子吸胀萌动时，胚根快速吸水伸长并最先突破种皮，使根在铅积累量、受铅胁迫的时间进程上大于胚芽，根能将重金属离子固定在根部的吸附位点上，从而阻止重金属离子进一步向地上部分转移。因此，根是植物体中最重要的络合重金属的部位，也是最易受重金属毒性影响的部位[14]，从而受害表现也更深。

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