醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)帶芽莖段生長(zhǎng)發(fā)育的影響

尹明華，王艾平，汪明鑒

（上饒師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，江西 上饒 334001）

黃獨(dú)（Dioscorea bulbifera L.）為薯蕷科（Diosco reaceae）薯蕷屬（Dioscorea L.）植物，是世界廣布種，在中國(guó)主要分布于浙江、江西、福建等地[1]，其肉質(zhì)塊莖可入藥，性味苦、平，具有散結(jié)消癭、清熱解毒、涼血降火的功效[2]。臨床上常用于治療甲狀腺腫、抗腫瘤、抗炎、抗病毒等[3]。目前關(guān)于黃獨(dú)組織培養(yǎng)的研究，國(guó)內(nèi)尚無研究，國(guó)外對(duì)它研究較多，但關(guān)于醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)帶芽莖段生長(zhǎng)發(fā)育的影響未見報(bào)道。重金屬污染已成為環(huán)境生物學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)[4]。鉛是土壤污染中最重要的一種重金屬元素[5]。幼苗生長(zhǎng)對(duì)外部環(huán)境反應(yīng)的開始，也是作物對(duì)外界環(huán)境的敏感期[5]。因此，研究不同濃度的鉛脅迫對(duì)黃獨(dú)幼苗生長(zhǎng)狀況的影響可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)早期預(yù)報(bào)重金屬對(duì)黃獨(dú)的毒害效應(yīng)，防止重金屬毒害的發(fā)生和為環(huán)境監(jiān)測(cè)中重金屬污染的評(píng)價(jià)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為黃獨(dú)試管苗，由上饒師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院植物組織培養(yǎng)室提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用單因素五水平分組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)為5個(gè)處理，處理1至5濃度梯度依次為0（對(duì)照）、0.1、0.2、0.5、1.0 g/L，每處理重復(fù) 3次。試驗(yàn)時(shí)將預(yù)先配置好的培養(yǎng)基MS+KT 2 mg/L+NAA 0.1 mg/L分成5組，每組的100 mL三角瓶中分別加入不同濃度的醋酸。高壓蒸汽滅菌。培養(yǎng)基放置2 d后在超凈工作臺(tái)將無菌的黃獨(dú)帶芽莖段（帶一個(gè)芽）接種到培養(yǎng)基中，最后放入恒溫箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為：光照 12 h/d，光強(qiáng) 1 000～1 500 lx，濕度 80%，溫度（25±1）℃。定期進(jìn)行觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第30天統(tǒng)計(jì)5種處理中黃獨(dú)試管苗的各種形態(tài)指標(biāo)。

1.2.2 統(tǒng)計(jì)方法 以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均表示為Mean±SD。數(shù)據(jù)用SPSS10.0軟件進(jìn)行One-Way ANOVA分析，再進(jìn)行LSD法檢驗(yàn)，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)試管苗生根的影響

由圖1可以看出，與對(duì)照組比較，添加醋酸鉛可以抑制黃獨(dú)試管苗根的生長(zhǎng)。在醋酸鉛濃度為0和0.1 g/L的培養(yǎng)基中，黃獨(dú)試管苗生根時(shí)間較早，而濃度為0.2 g/L和0.5 g/L的培養(yǎng)基中，黃獨(dú)試管苗生根時(shí)間較晚，在受到一定時(shí)期的抑制后才開始長(zhǎng)出新根，但醋酸鉛濃度為1 g/L的培養(yǎng)基中，由于濃度過高，對(duì)植株的毒性太強(qiáng)，黃獨(dú)試管苗無生根現(xiàn)象，全部死亡。

圖1 醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)試管苗生根的影響

2.2 醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)叢生芽和新葉的影響

由表1可知，處理組中黃獨(dú)叢生芽的數(shù)量比對(duì)照組少，且具有顯著性的差異，因此，醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)叢生芽的生長(zhǎng)具有抑制作用。處理1至4實(shí)際長(zhǎng)出的叢生芽數(shù)與轉(zhuǎn)變成新葉的芽數(shù)存在一定的差異，但對(duì)照組中的叢生芽幾乎全部轉(zhuǎn)變成新葉。處理2轉(zhuǎn)變率為75%，而處理3和處理4分別為63.6%和60%，叢生芽轉(zhuǎn)變成新葉的百分比明顯低于處理2。由此可見，醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)叢生芽轉(zhuǎn)變成新葉具有抑制作用，且濃度不同，抑制作用也不一樣。在較高濃度（0.5 g/L）抑制作用比低濃度（0.1 g/L和0.2 g/L）抑制作用強(qiáng)，當(dāng)醋酸鉛濃度達(dá)到1 g/L時(shí)，對(duì)試管苗毒性太強(qiáng)，導(dǎo)致黃獨(dú)帶芽莖段死亡。由于醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)叢生芽轉(zhuǎn)變成新葉具有抑制作用，所以各處理組隨醋酸鉛濃度增大而黃獨(dú)新葉數(shù)顯著減少，說明醋酸鉛對(duì)新葉的生成也具有抑制作用。不同濃度的醋酸鉛也對(duì)黃獨(dú)試管苗的葉色也具有影響，隨著醋酸鉛濃度增大，葉色逐漸變淡，究其原因，可能是醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)幼苗葉片中葉綠素的形成造成破壞，最終抑制葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成。

表1 不同醋酸濃度鉛對(duì)黃獨(dú)叢生芽和新葉的影響

3 討論

研究表明，鉛對(duì)根系生長(zhǎng)發(fā)育影響極大，高濃度的鉛脅迫會(huì)引起活性氧自由基含量上升，對(duì)歧化酶產(chǎn)生破壞并導(dǎo)致根系代謝酶受損[6]，從而引起根系生長(zhǎng)量下降。同時(shí)，高濃度的鉛離子還可以引起植物水分虧缺，堵塞營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入的通道或者與營(yíng)養(yǎng)元素結(jié)合使植物不能吸收或不能從根運(yùn)輸?shù)饺~[7]。當(dāng)鉛被動(dòng)進(jìn)入植物葉片后，鉛將破壞葉肉中葉綠素結(jié)構(gòu)，引起葉綠素含量下降[4]，導(dǎo)致植株葉片黃化，枯萎甚至死亡。高濃度的醋酸鉛對(duì)黃獨(dú)試管苗具有顯著的毒害作用，高濃度鉛離子首先使黃獨(dú)試管苗的生根受到抑制，然后鉛離子經(jīng)過根系吸收后進(jìn)入植物體內(nèi)，進(jìn)一步抑制叢生芽的生長(zhǎng)，導(dǎo)致叢生芽轉(zhuǎn)變成新葉也受到影響。鉛進(jìn)入黃獨(dú)葉片后，破壞其葉綠素含量，從而使黃獨(dú)試管苗的葉色逐漸由深綠色變?yōu)橹卸竞蟮狞S綠色。究其根本原因可能是鉛濃度增加導(dǎo)致細(xì)胞增殖率下降以及其有絲分裂指數(shù)降低，黃獨(dú)試管苗細(xì)胞出現(xiàn)畸變中毒現(xiàn)象，如微核、滯后染色體、染色體橋等[8]。這與高揚(yáng)等[8]在大蒜的研究結(jié)果一致。

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