金纳米簇对紫花苜蓿生长的影响

王佳琪，伊赫文，李欢，高小清，王微，宋凯

（长春师范大学生命科学学院，吉林长春130032）

金纳米簇对紫花苜蓿生长的影响

王佳琪，伊赫文，李欢，高小清，王微，宋凯*

（长春师范大学生命科学学院，吉林长春130032）

本研究是关于金纳米簇对紫花苜蓿种子发芽和生长的影响。结果发现金纳米簇对种子发芽数量影响不大，但在种子萌发过程中所有的处理均明显抑制了幼苗的长度，并且随着金纳米簇溶液浓度增加抑制作用增强。

金纳米簇；紫花苜蓿；种子发芽；幼苗生长

截至目前，还没有关于金纳米簇材料对紫花苜蓿种子发芽和幼芽生长影响的相应报道。本实验以紫花苜蓿种子作为研究对象，观察其不同浓度梯度的金纳米簇悬浊液对紫花苜蓿发芽和幼苗生长的影响，旨在为探讨其对牧草的毒性原理提供有效的科学实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

金纳米簇（大小为2 nm），紫花苜蓿种子。

1.2 方法

1.2.1 金纳米簇和金离子对种子萌发和幼苗长度的影响 75%的乙醇溶液浸泡籽粒饱满的种子约1min消毒。分别制备0.0125 mol/L、0.0625 mol/L、0.125 mol/L、0.625mol/L、1.25mol/L的金纳米簇悬浊液，将洗干净的紫花苜蓿种子放在铺有双层滤纸的培养皿中，每组3个重复试验，每个培养皿放30颗种子，往培养皿中各加5ml的悬浊液，用重量法每天补充悬浊液，将种子放在30℃恒温培养箱中培养7d，每天光照6h，观察并记录种子发芽情况，用尺子量取发芽种子的幼苗长度。氯金酸溶液替代金纳米簇溶液，方法同前。

1.2.2 数据计算及处理办法发芽率=7d发芽种子数/供试验种子数×100%；发芽实验每个处理3个重复，统计好实验数据，制成图表进行分析[1]。

2 结果与分析

2.1 金纳米簇对紫花苜蓿种子发芽率和幼苗长度的影响

与纯水对照组进行比较，不同浓度的金纳米簇悬浊液对种子的发芽均表现出抑制作用，随着悬浊液浓度的增加，对紫花苜蓿种子发芽的抑制作用表现越强，其中0.0125 mol/L的金纳米簇对种子发芽抑制作用最小，而0.125mol/L、0.625 mol/L的金纳米簇悬浊液对种子处理差异并不明显，发芽率为47%～61%，浓度为1.25mol/L的对种子的抑制作用最大，种子的发芽率仅为26%。同前的趋势，金纳米簇悬浊液对种子发芽后幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，对幼苗生长的长度抑制作用越大，其中，0.0125mol/L、0.0625mol/L的金纳米簇处理之间差异并不算明显，紫花苜蓿种子发芽后的幼苗长度分别为2.40cm和1.92cm；而0.125mol/L、0.625mol/L、1.25mol/L的金纳米簇处理之间的差异不显著，幼苗的发芽长度为1.25～1.35cm；前两者与后三者差异较大（见表1）。

表1 不同浓度的金纳米簇对紫花苜蓿种子发芽和幼苗长度的影响

2.2 金离子对紫花苜蓿种子发芽率和幼苗长度的影响

已有多种研究表明，金属纳米氧化物的毒性主要就在于其本身溶出的金属离子[2,3]，金纳米簇中的金离子可以进入到植物幼苗根部并且进行转移[4]。所以当金纳米簇的浓度不断加大时，就会有更多的金离子进入到植物的根部，并分散到植物的体内，其主要表现为影响种子的发芽和发芽后幼苗生长的长度。这与氯金酸实验组结果相吻合。

与对照组纯水相比，随着氯金酸浓度的增加，对紫花苜蓿种子发芽率的抑制作用越来越大，除2.8mmol/L和4.0mmol/L两组氯金酸溶液之间处理后的差异不显著之外（发芽率为15%），其他不同浓度的氯金酸处理之间有明显不同（见表2）。和对照组纯水相比较，在氯金酸浓度为0.4mmol/L以上时，对紫花苜蓿中的抑制作用明显增强，而1.6mmol/L和2.8mmol/L两组氯金酸溶液之间处理的差异并不明显，幼苗的长度为1.13～1.26cm；在浓度为4.0mmol/L时，幼苗的长度仅为0.99 cm（见表2）。

表2 不同浓度的氯金酸对紫花苜蓿种子发芽和幼苗长度的影响

3 结论

实验表明，不同浓度的金纳米簇对紫花苜蓿种子发芽率和发芽后幼苗的生长确有影响，随着金纳米簇浓度的增加，其对紫花苜蓿种子的抑制作用加大，表明了金纳米簇对紫花苜蓿种子的发芽和幼苗的生长确实有毒害作用。

[1]Lee W M,An Y J,Yoon H,et al.Toxicity and bioavailability of copper nanoparticles to the terrestrial plants mung bean(Phaseolusradiatus)and wheat(Triticum aestivum)：plant agar test for water-insoluble nanoparticles [J]．EnvironmentalToxicology & Chemistry,2008,27(09)：1915-1921.

[2]向垒,莫测辉,卢锡洪,等.纳米氧化铜对白菜种子发芽的毒害作用研究[J].农业环境科学学报,2011,30(09):1830-1835.

[3]Yang L,Watt D J.Particle surface characteristics may play an important role in phytotoxicity of alumina nanoparticles[J]. Toxicology Letter,2005,158：122-132.

[4]苏爱华,林匡飞,张卫,等.纳米氧化钛对油菜种子发芽与幼苗生长的影响[J].农业环境科学学报,2009,28(02):316-320.

2017年吉林省大学生创新创业训练计划项目资助

S731.12

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.18.015

王佳琪，在读本科生，研究方向：生物科学。

宋凯，博士，副教授，研究方向：纳米生物学。