铅胁迫对大白菜苗期生长及铅积累的影响

李必元，王五宏，岳智臣，钟新民

(浙江省农业科学院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310021)

蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物之一，也是十分重要的经济作物。蔬菜的食用安全是当前人们普遍关注的重要问题，而重金属污染又是影响蔬菜食用安全的重要因素之一。铅是目前最为广泛的污染元素，铅随食物链进入人体，会对许多系统产生毒害作用［1］。大白菜(Brassica campestris L．ssp pekinensis)起源于中国，栽培历史悠久，栽培面积很大，是我国重要蔬菜之一。苗用型大白菜又是我国南方夏季重要的叶菜类蔬菜，在城市周边栽培较多，容易受重金属污染。有研究证明，不同种类和品种的蔬菜对铅的吸收和累积表现出较大的差异，通常叶菜类蔬菜能吸收并积累较多的重金属［2－4］。关于铅污染的研究较多，主要集中在铅的吸收和积累特点、铅在蔬菜体内的分布形态和对蔬菜的毒害机制、土壤和蔬菜铅污染的防治措施等方面［5－9］。但有关大白菜对铅吸收、积累、筛选低富集型品种方面报道较少。本研究利用营养液水培法模拟植物生长环境，在铅胁迫下对不同基因型大白菜对铅的吸收积累差异进行研究，以期能为铅低富集型品种的筛选提供鉴定参考指标，为培育铅高耐性、低富集型品种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

参试材料为浙江省农业科学院蔬菜研究所近年育成的大白菜及苗用型大白菜品种，苗用型大白菜双耐，大白菜浙白8号，苗用型大白菜早熟5号，苗用型大白菜浙白6号，大白菜浙白4号，品种编号分别为1－5。营养液采用改良 Hoagland营养液配方，铅处理所用试剂为分析纯硝酸铅［Pb(NO3)2］。

1.2 处理方法

试验设3个处理:对照(CK)，不加营养成分的水(含钙);铅处理1(Pb1)，含有1 mmol·L－1Pb(NO3)2的水溶液;铅处理 2(Pb2)，含有2 mmol·L－1Pb(NO3)2的水溶液。试验过程中处理液与1/2浓度改良 Hoagland营养液交替培养，每24 h更换1次。这样做的目的为避免可能引起铅与其他营养元素之间的交互作用。

选择饱满一致的大白菜种子，用1%NaClO消毒30 min，然后用蒸馏水清洗干净后浸泡4 h，放在25℃恒温培养箱中催芽2 d。将发芽一致的种子播种于带有育苗基质的穴盘中育苗。幼苗长到4叶1心时洗去根系基质，在1/4浓度的改良Hoagland营养液中缓苗，待新根长出后，将大白菜幼苗定植于含有不同浓度铅溶液的水培箱中，每品种重复3次。调节营养液pH值6.0～6.4，水培箱采用打氧通气。生长过程中每3 d换1次营养液。水培20 d后收获，进行有关项目的检测分析。

1.3 分析项目及方法

生长抑制率:生长抑制率/%=(对照的生物量－不同浓度铅处理的生物量)/对照的生物量×100。

大白菜幼苗叶绿素测定:用乙醇丙酮混合提取液比色法。

大白菜地上部铅含量的测定:将烘干至恒重的大白菜地上部用磨样机研磨成粉末，充分混匀，用湿法消解，原子吸收分光光度法测定铅含量。

数据处理用Excel和SPSS10.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 地上部鲜重

由表1可知，处理20 d后，与各自的对照相比，各品种大白菜地上部鲜重均呈下降趋势，除2号品种外，其他品种均显著低于对照。在不同浓度铅胁迫下，不同品种地上部鲜重的变化趋势不同，其中1，2，5号3个品种的地上部鲜重随铅胁迫浓度的升高呈先降低后升高趋势，且处理间差异显著(除2号品种以外);3，4号2个品种的地上部鲜重随铅胁迫浓度的升高呈下降趋势，但铅处理间差异不显著。在1 mmol·L－1铅处理下，各品种鲜重抑制率大小顺序分别为5＞4＞1＞3＞2，在2 mmol·L－1浓度的铅处理下，各品种鲜重抑制率大小顺序分别为4＞3＞5＞1＞2，其中2号品种的鲜重抑制率在2个浓度铅胁迫下都最低，且鲜重抑制率低于15%，抑制程度较轻。

表1 铅胁迫下不同品种大白菜地上部鲜重和生长抑制率

2.2 地上部干物质含量

从图1可以看出，处理20 d后，与各自的对照相比，不同品种的地上部干物质含量变化趋势不同。1，4，5号品种随铅胁迫浓度的升高，地上部干物质含量呈先升高后降低的趋势;2号品种呈降低的趋势;而3号品种呈先降低后升高的趋势。不同品种对不同浓度的铅胁迫反应不同，对1，4，5号品种而言，短期较低浓度的铅处理对干物质积累有促进作用。

2.3 叶绿素含量和组成

图1 不同品种大白菜地上部干物质含量

从图2可以看出，不同品种大白菜幼苗处理20 d后，与各自的对照相比，叶绿素的含量发生了不同程度的变化。在铅胁迫下，1，3号品种叶绿素含量比对照降低;2，4，5号品种叶绿素含量比对照升高。在不同浓度的铅胁迫下，5个品种的叶绿素含量变化趋势不同。其中2，5号品种随铅胁迫浓度的升高，叶绿素含量呈升高趋势;3号品种呈降低趋势;1号品种呈先降低后升高的趋势;而4号品种的变化趋势与1号品种相反。

图2 不同品种大白菜叶绿素含量

由图3可知，与各自的对照相比，在不同浓度铅胁迫下，各品种叶绿素的组成也发生了不同程度的变化。随着铅处理浓度的升高，1号品种的叶绿素a/b值呈先降低后升高趋势;2，3号品种呈先升高后降低的趋势;4，5号品种呈逐渐升高趋势。除了1号品种叶绿素a/b值在1 mmol·L－1铅处理下低于对照外，其余各品种在2个浓度的铅胁迫下的叶绿素a/b值均高于对照。这说明不同品种叶绿素a/b的比值也与铅耐性的强弱有关。

图3 不同品种大白菜叶绿素a/b值

2.4 地上部铅含量

从表2可以看出，随着铅处理浓度的升高，各品种地上部铅含量显著增加，除4号品种外，各品种2个浓度的铅处理间差异显著。在1 mmol·L－1铅胁迫下品种间地上部铅含量大小依次为:4＞5＞2＞3＞1;在2 mmol·L－1铅胁迫下的大小依次为:3＞5＞4＞2＞1，在2个铅浓度处理下，1号品种的地上部铅含量均低于其他品种。

表2 不同品种大白菜地上部干物质铅含量

3 小结与讨论

试验结果表明，在不同浓度铅处理下，各品种大白菜地上部鲜重均呈下降趋势，且显著低于各自对照;不同基因型品种的干物质含量变化趋势有所不同。这种不同品种间对不同浓度铅胁迫反应的不同，表明了其在铅耐性机理上可能存在的差异，该结果为进一步深入研究其耐性机制提供了方向［10］。

铅低积累蔬菜最重要的特征就是植物体尤其是地上部可食部分重金属含量较低。目前，对于重金属低积累品种的筛选标准还没有明确的定义。结合前人研究成果，作者认为，理想的低积累植物应该是植物对重金属毒害具有较高的耐受性，在较高的重金属污染下能够正常生长，且地上部重金属累积量低。本试验结果表明，地上部鲜重和铅含量可以作为高耐低富集品种筛选的辅助鉴定指标。试验的所有大白菜品种地上部铅含量在不同浓度铅处理下均超过无公害蔬菜生产的最大容许含量，表明铅低积累大白菜品种的筛选目前仅适于低污染的土壤，而不适合中、高度污染的土壤。

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