Cu2+浓度对大豆幼苗的胁迫作用

凤 琦

（东北林业大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

过量的重金属会抑制种子的萌发和幼苗的生长，使抗氧化酶系统和膜系统受损，诱发染色体畸变，严重时还会导致植物死亡。因此，研究不同种类，不同浓度的重金属离子对作物生长，结实等方面的影响有着极为重要的意义。铜（Cu）既是植物生长发育所必需的微量元素，又是污染环境的重金属元素，当土壤中Cu2+浓度超过一定值时，会对细胞形成较大的毒害，影响植物的生长和发育。

1 Cu2+对大豆幼苗生长发育的影响

大豆幼苗从土壤中吸收营养物质，水分等维持生命活动主要是依靠根系的吸收作用，不难理解，受铜离子最先损伤大豆的根系，吸收的物质通过根系进一步向地上部分转移，造成了大豆地上部分植株的损伤。首先体现在外观上，主要表现为叶片变小，皱缩，萎蔫，并且呈现暗绿色。茎杆变脆变干，变细，易折断。其次，这种损伤还更为内在的体现在大豆幼苗的各项生理生化指标上。

2 材料与方法

2.1 试验材料

大豆（学名 Glycine max（Linn.） Merr.）通称黄豆。豆科大豆属一年生草本植物。

2.2 不同浓度Cu2+处理大豆幼苗的方法

用CuSO4·5H2O和蒸馏水分别配置浓度梯度为0、30、100、200、300、400 mg/kg 的 Cu2+水溶液，分别浇灌长势相近的大豆幼苗，每个浓度都浇灌三盆大豆幼苗，作为对照，其中直接用蒸馏水浇灌的为空白对照。一共浇灌18盆大豆幼苗。连续处理7天，观察结果。

2.3 生理指标的测定

（1）用蒽酮法测定不同Cu2+处理后的植株叶片的可溶性糖含量，在620 nm波长下比色，测各管溶液的光密度值（OD）绘制标准曲线，从标准曲线中获得实验组中可溶性还原糖含量的梯度变化。

（2）用茚三酮显色法测定处理后的叶片中脯氨酸含量，绘制脯氨酸标准曲线，通过所做的标准曲线以及测量出的实验组数据，准确测定出不同Cu2+处理后的植株叶片的脯氨酸含量。

（3）用毫米尺测量每个处理浓度下的株高，根长，观察植株的外观变化并记录。

3 结果与分析

3.1 Cu2+浓度胁迫对大豆幼苗外观的影响

随着实验的进行，对照组正常生长，用Cu2+溶液浇灌的幼苗随Cu2+浓度的升高以及天数的递增，依次变得矮小，叶片萎蔫，叶片颜色也由正常的青绿色变成墨绿色，并且变脆。茎杆变细，干枯。其中用400 mg/kg Cu2+浓度溶液处理的实验组几乎没有叶片生长，整株枯萎。

3.2 Cu2+浓度胁迫对大豆叶片可溶性糖含量的影响

实验测得的可溶性糖与Cu2+浓度的关系，在一定的浓度范围内，随着浇灌溶液Cu2+浓度的升高而增加，当浇灌溶液Cu2+浓度达到200 mg/kg时几乎到达最大值，当Cu2+浓度为0.000301/100g鲜重，当Cu2+浓度为300 mg/kg时大豆叶片可溶性糖含量几乎与200 mg/kg的实验组持平，为0.000302/100g鲜重。有文献表示，在逆境胁迫，尤其是重金属胁迫条件下，植物细胞会主动积累一些可溶性溶质，如可溶性糖，可溶性蛋白等，降低细胞内渗透势，以保证水分的正常供应，细胞正常生理生化功能的执行。可溶性糖作为渗透调节物质来调节细胞内外渗透压，维持一定的渗透压平衡。

4 结语

大豆对Cu2+的耐受性体现了其对重金属逆境胁迫的适应性，为了阻止或者降低重金属对植株生长的影响，大豆幼苗从外观上发生了极大的改变。与此同时，随之而来产生的一系列生理生化指标都做出了相应的适应性改变。比如，组织细胞中可溶性糖的增多，脯氨酸含量的增加等，这些都是植物应对逆境做出的防御性变化，但是其机制是很复杂的，目前，植物的重金属耐受性机理都尚未明确，需要进一步的研究证实。我相信，植物对于逆境的适应性变化以及生理生化改变相关的机理及机制的研究必将对未来植物种植，生产，研究大有裨益。