Hg2+对豌豆幼苗生长及某些生理特性的影响

刘金鑫甘肃省庆阳市镇原县镇原中学

Hg2+对豌豆幼苗生长及某些生理特性的影响

刘金鑫
甘肃省庆阳市镇原县镇原中学

摘要：研究在梯度Hg2+浓度胁迫下，豌豆幼叶中叶绿素和可溶性蛋白质的含量，过氧化氢酶（CAT）及硝酸还原酶（NR）活性受Hg2+毒害影响。结果显示，随着胁迫程度的增大，豌豆叶绿素含量和硝酸还原酶活性在10-6mol/l下达到峰值，尔后下降；可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶活性均呈下降趋势。实验结果表明，Hg2+损害植物生理活性，最终导致植物死亡，随着Hg2+胁迫的增大，植物生长程度和植物生理变化是同步的，植物受害的程度表现出明显的剂量效应关系[2]。

关键词：Hg2+；豌豆；叶绿素；可溶性蛋白质；过氧化氢酶；硝酸还原酶

随着矿产资源大量开发利用，各种化学产品，农药及化肥的广泛使用以及城市污泥、污水排放引起了环境极度恶化，重金属污染物造成土壤、水体的污染越来越严重，尤其土壤和水体被重金属汞污染后很难消除[1]，这样不仅使农作物的产量和品质受到影响，而且还会通过食物链影响人类健康，探讨重金属对植物的污染机制为环保和农业生产提供科学依据，具有现实意义。

1.材料与方法

1.1材料

供试豌豆是由镇原县种子公司提供。

1.2方法

选取饱满、完整、色泽鲜亮、大小均匀的豌豆种子，在22oC下用蒸馏水浸泡，6h后取种子点播于直径为12cm的培养皿中湿润的滤纸上，分别用CK（0）10-6mol/l,10-5mol/l,10-4mol/l,10-3mol/l的培养液浇灌处理。每一处理重复4次，每一重复为50粒，加盖后置于25℃的培养箱中培养，培养7d后统计萌发率，测量根长、苗长。然后加入用HCL处理过的细砂基质，培养12d后，按照比尔定律测定叶绿素的含量；紫外吸收法（SPEORD50型紫外吸收光分析仪）测定蛋白质的含量；硫代硫酸钠滴定法测定过氧化氢酶活性；用α—萘胺比色法测定硝酸还原酶活性。28d后取植株茎、叶和根在105oC烘干30 min，再在80oC烘干，称取干重。

2.结果与分析

2.1对种子萌发的影响

从表1可知,豌豆种子发芽率随Hg2+浓度增大而成下降趋势, 10-6mol/l的浓度对种子萌发影响不大,与对照无明显差异,10-4mol/l 和10-3mol/l两个浓度均严重抑制种子的萌发,尤其是10-3mol/l浓度处理,不仅萌发迟,发芽率低，根茎变粗,且根部烧尖,不能正常生长。

表1　不同浓度Hg2+处理下豌豆的萌发率

2.2对幼苗生长的影响

试验结果表明(表2)豌豆经不同浓度Hg2+溶液处理后,随着浓度的提高,根长和苗长都有显著的抑制现象,尤其10-3mol/l的处理下,根苗基本破坏，根尖已变成深褐色,与对照相比生长明显下降。

表2　不同浓度Hg2+处理下豌豆幼苗的生长状况

图1　Hg2+胁迫下豌豆幼苗叶片的CAT活性

图2　Hg2+胁迫下豌豆幼苗叶片的NR活性

过氧化氢酶(CAT)是清除植物体内的H2O2使植物细胞免受伤害的保护酶之一.由图1可知,随着处理浓度的提高,幼苗CAT活性随之减弱,但是在10-4mol/l时活性稍有反弹,但还是远远小于对照,这种变化趋势可能是对外界环境的适应性反映,而在10-3mol/l时活性急剧下降,说明Hg2+可能已经破坏了植物细胞,同时也说明了Hg2+可以降低清除H2O2的能力,降低细胞抗膜脂氧化的能力。

3.讨论

豌豆经不同浓度Hg2+溶液处理,种子的萌发明显受抑,抑制作用随处理浓度的提高而增强;对根苗生长也有明显抑制作用,且随浓度提高,根和茎变粗、变短,尤其在10-3mol/l时根已出现深褐色，这种现象可能是Hg2+对豌豆根尖细胞分裂的影响而造成的[1]。降低H2O2和NR活性是降低植物代谢，影响植物生长的重要原因之一。pr含量和叶绿素含量随着浓度的提高而呈下降趋势。说明Hg2+对豌豆幼苗中叶绿素和可溶性pr含量的毒害作用与浓度有关，且浓度越高毒害作用愈加明显。由此说明Hg2+可以加速豌豆幼叶的衰老。也有实验表明Hg2+不仅能损害植物的生理活性，而且也可能破坏植物细胞的超微结构，最终导致植物死亡[2]。所以研究重金属汞(Hg2+)对植物的影响有重要的现实意义。

参考文献：

[1]闫世才.铝对豌豆生长的影响，生态学杂志,2003,22（2）: 80—81

[2]施国新,徐勤松,张小兰,等.Hg2+和Cd2+胁迫对满江红生理和细胞超微结构的影响.植物学报.2003,45（4）:437—444.