釩脅迫對水稻幼苗生理生化和富集特性的影響

侯明，陳國勇，梁福曉，王羽玲，李典鵬

1. 桂林理工大學化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004；2. 中國科學院廣西植物研究所，廣西 桂林 541006

釩脅迫對水稻幼苗生理生化和富集特性的影響

侯明1*，陳國勇1，梁福曉1，王羽玲1，李典鵬2

1. 桂林理工大學化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004；2. 中國科學院廣西植物研究所，廣西 桂林 541006

水稻(Oryza.sativa L.)是我國最重要的糧食作物之一，水稻產量占糧食總產量的一半以上，一旦水稻受到重金屬污染，將會影響水稻植株的正常生長和生理特性。目前關于釩脅迫對水稻植株生理特性指標的影響方面報道較少。通過水培實驗，研究了不同釩（V）質量濃度（0、4、8、12、16、20 mg·L-1）對水稻幼苗（Oryza.sativa L）生理生化和富集特性的影響。結果表明：隨著V脅迫濃度的增加，葉綠素含量、可溶性蛋白含量、過氧化氫酶(CAT)活性、過氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶（SOD）等均呈現先上升、后下降的變化趨勢。當ρ(V)≤12 mg·L-1，與對照相比較，葉綠素含量、可溶性蛋白含量和酶活性增大了135.3%、104.2%、77.8%（CAT）、84.5%（POD）和273.2%(SOD）；當ρ(V)＞12 mg·L-1，則分別降低37.2%、39.4%、41.1%、24.1%和24.5%。隨著V脅迫濃度的增加，丙二醛（MDA）含量和細胞膜透性逐漸增大，與對照相比，分別增加了38.5%～289.3%、21.2%～303.2%，根系活力下降了10.9%～82.2%。可見，低ρ(V)（≤12 mg·L-1）對水稻幼苗的生長有一定的刺激作用，水稻幼苗自身保護酶表現出較強的自我調節能力；高ρ(V)（＞12 mg·L-1）明顯抑制葉綠素和蛋白合成、抗氧化酶活性和根系活力，傷害了細胞質膜系統，影響水稻幼苗的生長發育。不同V濃度脅迫下，水稻幼苗累積的V含量為：根＞莖葉。隨著V脅迫濃度增加，水稻幼苗各器官V含量增大，其中根部增幅遠大于莖葉，當ρ(V)從5 mg·L-1增加到40 mg·L-1，與對照相比較，根部增加了0.98～25.3倍，莖葉部增加了0.26～4.74倍。生物富集系數（BF）先增加后降低，最大值為2.8408；遷移系數（TF）下降，最低值為0.1170，說明水稻對V有較強的富集能力，但遷移能力較低，積累的V主要富集在根部，可減輕V對地上部植物的危害。

釩；水稻幼苗；生理生化特性；水培法；富集

水稻(Oryza.sativa L.)是我國最重要的糧食作物之一，我國水稻播種面積占全國糧食作物的1/4，而產量則占一半以上，一旦水稻受到重金屬污染，將會影響水稻植株的正常生長和生理特性。目前國內外的研究主要集中在光照、空氣溫度、鹽度和酸雨（Aumonde等，2013；Liu等，2013；Jamil等，2012；惠俊愛和黨志，2014），以及金屬如Fe、Cd、Pb、Cu、Cr、As和Hg（Pereira等，2013；王永強等，2010；張杰等，2010；陳桂葵等，2010；郭再華等，2009；高大翔等，2008）等。王永強等（2010）研究結果表明，水稻葉片抗氧化酶活性在低度Pb、Cd脅迫下活性增加，高濃度脅迫下活性下降，POD對重金屬脅迫具有較強的敏感性，MDA含量與Pb、Cd污染程度成正相關；高大翔（2008）等通過水培試驗，發現Hg脅迫下CAT，POD活性和葉綠素含量總體上變化不明顯。這些研究重點在于植物酶活性、葉綠素等方面，而對于直接影響植物生長發育的根活力、可溶性蛋白的研究不多。近年來，由于釩礦開采和冶煉，含釩合金鋼的生產以及釩在催化劑和合金制造等行業的廣泛應用，使環境中釩含量逐步增加，已在生物圈中產生了明顯的富集（楊金燕等，2010）。當農作物中富集釩超過一定濃度范圍，不僅嚴重影響其品質和產量，而且釩會進一步通過食物鏈進入人體，從而危害人類健康（矯旭東和滕彥國，2008）。趙婷（2007）與胡瑩（2003）等研究了釩對水稻種子萌發及生長的影響，表明隨著釩濃度的增加，對水稻的干物質重量和根系生長均不利，而關于釩脅迫對水稻植株生理特性指標的影響方面報道較少。本文在前期研究成果（侯明等，2012；侯明等，2013）基礎上，較為全面的研究了不同濃度釩脅迫對水稻幼苗的生理生化和富集特性的影響，旨在闡明釩對水稻植株的生物效應和毒害作用，為改善作物品質和提高水稻產量提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為水稻（Oryza.sativa L.）品種為株兩優30，配制水培營養液的試劑和所選用的V（NH4VO3）均為分析純試劑。

1.2 試驗設計和處理

試驗設置為6種處理，分別加以不同的V量（以NH4VO3形式加入）：0、4、8、12、16、20 mg·L-1（富集實驗V濃度為0、5、10、20、30、40 mg·L-1），每個處理設置5個重復。將水稻種子于30 ℃烘箱中催芽后，播種于底部鋪有2層濾紙的塑料盤（長×寬×高=40 cm×25 cm×10 cm）中，用純水澆灌，在自然環境下培育，待種子長出2片葉時，用Hoagland培養液澆灌，2 d更換一次營養液，待幼苗長到約4～5 cm，每盆定株為13株，用含有不同V濃度的營養液進行脅迫處理。每3 d澆定量營養液，脅迫處理12 d后收獲植物。將植物樣品分根、莖葉采集，用自來水沖洗根、莖葉，再用純水洗滌1～2次，測定各項生理指標試樣用濾紙吸干表面水分，按所需質量稱樣后置于冰箱中冷藏備用。測定V總量的試樣105 ℃殺青20 min，60 ℃鼓風烘干后，粉碎過20目（0.90 mm）篩，裝入樣品袋于干燥器中保存。

1.3 試驗方法

葉綠素含量測定采用丙酮提取法；過氧化物酶（POD）活性的測定用愈創木酚分光光度法，以每克植物鮮重每分鐘吸光值的變化（△A470·min-1·g-1）表示；超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定用鄰苯三酚自氧化法，其活性以U·mL-1表示；根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測定，其活性用mg g-1·h-1表示（張志良和瞿偉菁，2003）。細胞膜透性采用電導法測定，用相對電導率表示（杜天慶等，2009）；丙二醛（MDA）采用硫代巴比妥酸分光光度法（李合生等，2000）；過氧化氫酶（CAT）活性的測定采用過紫外分光光度法，以每克植物鮮重每分鐘過氧化氫的質量（mg·min-1·g-1）表示（徐鏡波等，1997）；可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍試劑盒測定，以每克植物鮮重蛋白質的質量（mg·g-1）表示（Bradford，1976）。

植物干樣灰化后用H2O2-HNO3（1:5，v/v）消煮至澄清，水定容后石墨爐原子吸收分光光度法(GFAAS，novAA 400P，Analytik Jena AG )測定水稻植株根、莖葉中V總量。

1.4 數據處理

植物地上與根部重金屬含量的比值稱為植物的遷移系數（translocation factor, TF），用來表示植物體對重金屬從根部到地上部的有效轉移程度（Windham等，2001）。計算公式 為：TF=地上部V含量（μg·g-1）/地下部V含量（μg·g-1）（Tanhan等，2007）。植物對重金屬的富集系數(bioconcentration factor, BF)=植物中V含量（μg·g-1）/水培溶液中V濃度（mg·L-1）（Tiwari等，2011）。所有實驗數據均采用平均值±標準差（mean±SD）表示，采用Microsoft Excel 2010對數據進行統計分析和制圖，Duncan多重比較法對顯著性差異(p=0.05)進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 釩脅迫對水稻幼苗葉綠素含量的影響

葉綠素是植物進行光合作用的重要物質，植物中葉綠素含量變化在一定程度上顯示了逆境下植物所遭受的危害程度（周璇和宋鳳斌，2012）。由圖1可知，隨著V處理濃度的增大，葉綠素a、b含量均為先增大后減小。當V脅迫濃度較低（ρ(V)＜12 mg·L-1）時，隨著V濃度增加，葉綠素含量逐漸增大，當ρ(V)達12 mg·L-1，葉綠素a、b含量達最大值，與對照相比，葉綠素a、b和a+b含量分別增加159.7%、98.8%和135.3%，表明較低ρ(V)處理能刺激植物葉綠素的合成，促進水稻幼苗的生長；以后隨著V濃度增大葉綠素含量明顯下降。當ρ(V)為20 mg·L-1，與對照相比，葉綠素a、b和a+b含量分別降低36.2%、38.8%和37.2%，除葉綠素b外，與對照比較，葉綠素含量差異顯著（P＜0.05），表明高ρ(V)會損害葉綠素的結構，對植株光合作用產生影響，進而對植株產生毒害，影響植物的生長。

圖1 釩對水稻幼苗葉綠素含量的影響Fig. 1 Effects of V stress on chlorophyll content in rice seedlings

2.2 釩脅迫對水稻幼苗抗氧化酶活性的影響

植物體內的過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）等3種抗氧化酶活性是植物體內主要酶促防御系統的重要組分。由圖2、3和圖4可見，CAT、POD和SOD活性隨著V濃度增大先增加后減小。當ρ(V)＜12 mg·L-1時，低ρ(V)通過刺激水稻幼苗抗氧化酶活性來提高植物對逆境的抗性，在ρ(V)達12 mg·L-1時，植物體內酶活性達到最大，與對照相比較，CAT、POD和SOD活性增加了38.7%（根）和77.8%（莖葉），84.5%（根）和69.9%（莖葉），174.9%（根）和273.2%（莖葉），與對照比較存在顯著性差異（P＜0.05）。當ρ(V)＞12 mg·L-1，隨著V濃度增加酶活性降低，在ρ(V)為20 mg·L-1時，與對照相比較，CAT、POD和SOD活性分別下降了36.7%（根）和41.1%（莖葉），24.1%（根）和22.3%（莖葉），24.5.0%（根）和16.4%（莖葉），可見，高ρ(V)抑制了植物的抗氧化酶活性，對水稻幼苗產生毒害作用。所以，在較低ρ(V)處理時，水稻幼苗對V脅迫具有一定的防御性，但植物的這種自我保護是有一定限度的，隨著脅迫加重，保護機制可能會被破壞，酶活性又急劇下降。

圖2 釩對水稻幼苗CAT活性的影響Fig. 2 Effects of V stress on CAT activity in rice seedlings

圖3 釩對水稻幼苗POD活性的影響Fig. 3 Effects of V stress on POD activity in rice seedlings

圖4 釩對水稻幼苗SOD活性的影響Fig. 4 Effects of V stress on SOD activity in rice seedlings

2.3 釩脅迫對水稻幼苗MDA含量和細胞膜透性影響

常用MDA含量作為植物膜脂質過氧化程度的指標（Hong，2002），而根據質膜透性的變化可以反映植物受逆的狀況。隨著V脅迫濃度的增大，MAD含量和細胞膜透性增加（圖5，圖6），當ρ(V)＜12mg·L-1時，MDA含量和細胞膜透性增加緩慢，膜脂過氧化程度較小，當ρ(V)從12 mg·L-1增加到20 mg·L-1時，MDA含量和細胞膜透性明顯增大，與對照相比，MDA含量增加了107.1%～250.6%（根），134.7%～289.3%（莖葉），細胞膜透性增加了74.8.3%～160.4%（根），64.8%～148.8%（莖葉），均達到顯著性水平（P＜0.05），表現出明顯的劑量-效應關系。可見，高ρ(V)對水稻幼苗的毒害作用尤其明顯，膜脂質過氧化水平明顯提高，使植物細胞膜系統傷害程度增加。

圖5 釩對水稻幼苗MDA含量的影響Fig. 5 Effects of V stress on MDA content in rice seedlings

圖6 釩對水稻幼苗細胞膜透性的影響Fig. 6 Effects of V stress on cell membrane penetration in rice seedlings

2.4 釩脅迫對水稻幼苗可溶性蛋白含量和根系活力的影響

圖7表明，隨著V濃度增加，可溶性蛋白質含量表現為低濃度促進高濃度抑制，當ρ(V)從4 mg·L-1增大到12 mg·L-1，與對照相比較，蛋白含量增加了9.0%到41.8%（根），47.2%到104.2%（莖葉）。當ρ(V)＞12 mg·L-1，可溶性蛋白含量下降，ρ(V)達20 mg·L-1，與對照相比較，可溶性蛋白含量降低了39.4%（根）和22.1%（莖葉），差異顯著（P＜0.05）。圖8表明，在V脅迫期間，隨著V濃度增加，水稻幼苗根系活力呈下降趨勢，在ρ(V)從4 mg·L-1增加到12 mg·L-1，下降較為緩慢，與對照比較，根系活力降低了10.8%～35.4%，當ρ(V)達20 mg·L-1，則降低達82.2%，差異顯著（P＜0.05），表明低ρ(V)對水稻幼苗根活力影響較小，而高ρ(V)對根系有更強的抑制作用，使水稻幼苗根活力顯著下降。

圖7 釩對水稻幼苗可溶性蛋白含量的影響Fig. 7 Effects of V stress on soluble protein content in rice seedlings

圖8 釩對水稻幼苗根系活力的影響Fig. 8 Effects of V stress on root activity in rice seedlings

2.5 釩在水稻植株中的富集特性

由表1可知，在不同V濃度脅迫下，水稻幼苗累積的V含量為：根＞＞莖葉，與對照比較差異顯著（P＜0.05）。V主要在水稻植株根系中大量富集，而在地上部分布很少，說明水稻將重金屬V向上運輸的能力較弱。隨著V處理濃度的增大，水稻幼苗根部和莖葉累積的V含量均升高，其中根部增幅遠大于莖葉，在ρ(V)從5 mg·L-1增加到40 mg·L-1時，與對照相比較，根部V含量增加了0.98～25.3倍，莖葉部V含量增加了0.26～4.74倍，差異顯著（P＜0.05）。在未加V處理的水稻幼苗期，植株吸收V的含量最低。在不同V濃度脅迫下，水稻的富集系數（BF）值和遷移系數（TF）值不相同，隨著V濃度增大，富集系數BF值呈先上升后下降的趨勢，當ρ(V)濃度達30 mg·L-1，水稻幼苗中V的BF值最大，為2.84，以后下降，在ρ(V)濃度達40 mg·L-1時，BF值為2.58，可見當水稻幼苗對V的積累接近飽和，V從環境向水稻根部遷移的能力減弱，從而導致在高濃度V脅迫下水稻植株的富集系數BF降低。隨著V處理濃度的增大，遷移系數TF值從ρ(V)為5 mg·L-1的0.3417逐漸降低到40 mg·L-1的0.1170，表明水稻幼苗把V從根部轉移到莖葉的能力逐漸降低。

表1 水稻幼苗根系和莖葉中釩含量Table 1 Vanadium concent in stems leaves and shoots of rice seedlings μg·g-1

3 討論

葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，其含量高低直接影響植物光合作用效率的強弱，是衡量植物衰老或受傷程度的重要指標。葉綠素含量增大，光合作用增強，有助于植物生長；葉綠素含量減少，會造成植物萎黃，對植物生長產生抑制作用（Homayoun等，2011）。本實驗發現，隨著V濃度增大，葉綠素a、b和a+b含量呈先上升后降低的變化趨勢，在ρ(V)濃度為12 mg·L-1達最大值，表明水稻幼苗對V脅迫有一定的防御性，當受到低ρ(V)的刺激作用，植物體內產生防御性反應，促進葉綠素合成，使葉綠素含量呈上升趨勢，這可能是由于水稻自身的抗性機制起作用，進入細胞的有毒金屬離子會被細胞內的金屬結合蛋白(金屬硫蛋白和植物螯合肽結合)結合，從而解除了重金屬離子的毒害。當金屬脅迫濃度加大，超量重金屬可能直接破壞解毒物質，從而抑制和破壞葉綠素前體的合成，使葉綠素含量降低，最后導致水稻葉片衰老，外觀上綠色變淡并黃化和枯萎，甚至死亡。

重金屬脅迫會使得活性氧（ROS）在植物體內積累，而過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）是清除植物體內過氧化物和活性氧自由基最關鍵的保護酶，能催化細胞內過多的H2O2生成H2O，降低活性氧自由基（O2-）在植物體內的積累，在CAT、POD和SOD的共同作用下，植物能使ROS保持在較低水平，有效避免外來脅迫對植物生物膜造成的損害（Schutzendubel等，2001；Dhir等，2009）。本實驗表明，SOD、POD、CAT 3種酶活性對于不同濃度V脅迫的響應均呈低促高抑的變化趨勢，在ρ(V)濃度為12 mg·L-1達到最大，以后隨著V脅迫濃度增加，酶活性逐漸下降，這與本課題組之前研究結果（侯明等，2012）相似。在V的低濃度（ρ(V)≤12 mg·L-1）范圍內，水稻幼苗增強了自身的防御反應，植物的保護酶POD、CAT、SOD被激發而升高，這3種酶協同抵御V脅迫造成的植物細胞膜結構潛在氧傷害，表現出較強的自我調節能力和抗性，這種對植物的保護作用也刺激了可溶性蛋白含量增加。當V的毒害作用超過水稻植株的防御能力（ρ(V)＞12 mg·L-1），植物組織中活性氧自由基增多，造成對植物細胞的過氧化損傷，使酶活性受到了顯著抑制，可溶性蛋白含量下降，與對照相比較，差異顯著（P＜0.05）。所以，植物中SOD、POD、CAT活性對水稻組織中酶平衡系統的保護是有一定限制的。

在逆境條件下，植物體內自由基的產生和清除之間不平衡，當自由基和H2O2積累到一定程度，細胞原生質膜中的不飽和脂肪酸會發生過氧化作用而產生丙二醛（MDA），傷害植物膜系統結構和功能的完整性，使植物細胞膜透性增大（Wu等，2010；惠俊愛和黨志，2013），MDA含量高低和細胞質膜透性變化是反映細胞膜脂過氧化作用強弱和質膜破壞程度的重要指標。隨著V脅迫濃度的增大，水稻幼苗中MDA含量和細胞膜透性呈增加趨勢，表現出明顯的計量效應關系。當ρ(V)≤12 mg·L-1時二者增加較為緩慢，ρ(V)＞12 mg·L-1兩者顯著升高，表明低ρ(V)對水稻幼苗的生長發育影響較小，高ρ(V)使膜脂過氧化程度增強，促進MDA的生成和累積，細胞內部分電解質外滲，細胞膜透性增加，從而使水稻遭受的毒害加重。根系作為重要的吸收器官和代謝器官，其生長狀況不僅直接影響植物吸收水分和養分，而且約束著植株地上部分生長的好壞，所以，根系活力的大小與整個植株生命活動的強度緊密相關，當作物遭受逆境脅迫時，作物最先感受脅迫的器官是根系，通過根系生長和代謝的相應調整以適應逆境脅迫（何俊瑜等，2011）。研究表明，V脅迫使水稻幼苗的根系活力降低，這種抑制作隨著V濃度的增大而加重，在ρ(V)達20 mg·L-1，根系活力降低為對照的0.2倍，差異顯著（P＜0.05）。低ρ(V)使水稻幼苗根活力緩慢下降，說明正常的根系功能衰退快于地上部分葉片功能的衰退，這種發育進程上的時差，有利于地上部分生育后期生物學成熟，是植物體整體發育過程中的一種自身調控（魏道智等，2004）。而高ρ(V)（＞12 mg·L-1）脅迫下，由于V大量積累在根部，直接影響細胞的分裂和生長，干擾根的代謝，使水稻幼苗受到不可逆的傷害，最終使水稻幼苗生長受阻。

在不同V濃度脅迫下，水稻幼苗積累的V主要分布在根部，莖葉中V含量很少，V在植株各部位含量為：根＞＞莖葉，說明V在水稻植株中是被動吸收輸運。水稻幼苗對V的吸收富集能力（BF）和遷移能力（TF）與V脅迫濃度緊密相關，本實驗中，對照組的水稻幼苗遷移能力較強（TF值0.535），隨著V脅迫濃度的增加，水稻植株積累V的能力增強，BF值增大，在ρ(V)達30 mg·L-1時BF最大值為2.84，V在水稻幼苗中吸收總量升高，但TF值下降。由于吸收富集的V主要存儲于根部，分布在莖葉中的較少，說明水稻幼苗根系固持V的能力較強，相應從地下部向地上部分遷移V的能力減弱，從而緩解重金屬對植物地上部生長活動的影響。但高ρ(V)（＞30 mg·L-1）脅迫下，植物根部積累V量達到飽和，多量的V將進入植物細胞器，破壞了根部結構，對植物產生較強的毒害作用，使植物富集能力下降，此時水稻幼苗莖葉出現發黃和枯萎現象。

4 結論

（1）水稻幼苗各部位對V的富集能力為：根＞＞莖葉。隨著V脅迫濃度的增大，根部V含量顯著增加，莖葉部V含量增加緩慢，而生物富集系數（BF）先升高后下降，遷移系數（TF）逐漸降低，表明水稻幼苗富集V的能力較強，但將根部轉移到莖葉的能力減小，可以減輕過量V對植物地上部的毒害作用。水稻植株對V具有一定的富集能力，屬于V的耐性植物。

（2）低ρ(V)（≤12 mg·L-1）對幼苗葉綠素、抗氧化酶以及蛋白的合成具有一定的刺激效應，通過植物體內酶活性的增強提高對V的抗性，促進光合作用和植物蛋白的合成；高ρ(V)（＞12 mg·L-1）能影響植物的光合作用，造成對植物細胞的過氧化損傷，酶活性受到顯著抑制，可溶性蛋白含量下降，進而影響植物的發育。可見，水稻幼苗的防御功能在一定程度上緩解V對自身的危害，提高其抗性并刺激植株的生長。

（3）V脅迫使水稻幼苗的丙二醛（MDA）含量和細胞膜透性升高，根活力下降，呈現顯著的劑量-效應關系，此關系隨著V濃度升高更加顯著，表明高ρ(V)脅迫促使細胞內有害物質MDA的累積，使細胞膜的功能和結構受傷害的程度更大，幼苗植株質膜透性明顯增大，植物生長受到抑制。

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Effects of Vanadium Stress on Physiological, Biochemical Characteristics and Enrichment Characteristics of Rice Seedlings

HOU Ming1*, CHEN Guoyong1, LIANG Fuxiao1, WANG Yuling1, LI Dianpeng2

1. College of Chemistry and Bioengineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China; 2. Guangxi Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Guilin 541006, China

Rice (Oryza.sativa L.) is one of the most important food crop in our country, and the rice yield accounts for more than half of the total grain output. Once the rice is contaminated by heavy metals, its normal growth and physiological characteristics will be affected. There were little reports about effects of vanadium stress on physiological characteristics of rice plants. In the present work, the effects of different vanadium (V) concentrations (0, 4, 8, 12, 16, 20 mg·L-1) on the physiological and biochemical characteristics, and enrichment characteristics of rice seedlings (Oryza.sativa L) were investigated by hydroponics. The results showed that the contents of chlorophyll and soluble protein, catalase activity (CAT), peroxidase activity (POD), superoxide dismutase activity (SOD) firstly increased, and then decreased with increase of V press level. When V concentration was less than 12 mg·L-1, the activities of CAT, POD and SOD, increased by 77.8%、84.5% and 273.2%, the contents of chlorophyll and soluble protein increased by 135.3%、104.2% respectively, compared with the control, while they decreased by 37.2%、39.4%、41.1%、24.1% and 24.5% respectively, when V concentration was higher than 12 mg·L-1. With increase of V press level, MDA content, and cell membrane permeability increased by 38.5%～289.3% and 21.2%～303.2%, and root activity decreased by 10.9%～82.2% respectively, compared with the control. The growth of rice seedlings was stimulated, and self-protective enzymes in rice seedlings showed stronger self-regulation when V stress level was less than 12 mg ·L-1, while the synthesis of chlorophyll and protein, antioxidant enzyme activity and root activity were suppressed, the cell membrane system was hurt, and growth of rice seedlings was impeded significantly when V stress level was higher than 12 mg·L-1. The experimental results showed that the concentrations of V in different organs of rice seedlings were in sequence as follows: root ＞ stem and leave. With V level increasing, the concentrations of V in different organs increased, with a higher amplification in root than that in stem and leave, compared with the control. When V press level was increased from 5 mg·L-1to 40 mg·L-1, concentration of V increased by 0.98～25.3 times in root, but only by 0.26～4.74 times in stem and leave. The bioconcentration factor (BF) firstly increased and then decreased, with a maximum 2.8408, while the translocation factor (TF) decreased, with a minimum 0.1170. It suggested that there was a strong V enrichment and low V translocation in rice seedlings, while most V was accumulated in roots, which can reduce the toxicity of V to shoots.

vanadium; rice seedlings (Oryza.sativa L.); physiological and biochemical properties; hydroponics; enrichment

X132；X171.5

A

1674-5906（2014）10-1657-07

侯明，陳國勇，梁福曉，王羽玲，李典鵬. 釩脅迫對水稻幼苗生理生化和富集特性的影響[J]. 生態環境學報, 2014, 23(10): 1657-1663.

HOU Ming, CHEN Guoyong, LIANG Fuxiao, WANG Yuling, LI Dianpeng. Effects of vanadium stress on physiological, biochemical characteristics and enrichment characteristics of rice seedlings [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(10): 1657-1663.

國家自然科學基金項目（41161076）；廣西自然科學基金項目（2011GXNSFA018045）；2013年國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201310596012）；廣西高校大學生創新創業計劃項目（2013HSCX001）

侯明（1957年生），女，教授，博士，研究方向為環境污染控制和生態毒理。E-mail：glhou@glut.edu.cn

2014-08-25