Hg2+對豌豆幼苗生長及某些生理特性的影響

劉金鑫甘肅省慶陽市鎮原縣鎮原中學

Hg2+對豌豆幼苗生長及某些生理特性的影響

劉金鑫
甘肅省慶陽市鎮原縣鎮原中學

摘要：研究在梯度Hg2+濃度脅迫下，豌豆幼葉中葉綠素和可溶性蛋白質的含量，過氧化氫酶（CAT）及硝酸還原酶（NR）活性受Hg2+毒害影響。結果顯示，隨著脅迫程度的增大，豌豆葉綠素含量和硝酸還原酶活性在10-6mol/l下達到峰值，爾后下降；可溶性蛋白質含量和過氧化氫酶活性均呈下降趨勢。實驗結果表明，Hg2+損害植物生理活性，最終導致植物死亡，隨著Hg2+脅迫的增大，植物生長程度和植物生理變化是同步的，植物受害的程度表現出明顯的劑量效應關系[2]。

關鍵詞：Hg2+；豌豆；葉綠素；可溶性蛋白質；過氧化氫酶；硝酸還原酶

隨著礦產資源大量開發利用，各種化學產品，農藥及化肥的廣泛使用以及城市污泥、污水排放引起了環境極度惡化，重金屬污染物造成土壤、水體的污染越來越嚴重，尤其土壤和水體被重金屬汞污染后很難消除[1]，這樣不僅使農作物的產量和品質受到影響，而且還會通過食物鏈影響人類健康，探討重金屬對植物的污染機制為環保和農業生產提供科學依據，具有現實意義。

1.材料與方法

1.1材料

供試豌豆是由鎮原縣種子公司提供。

1.2方法

選取飽滿、完整、色澤鮮亮、大小均勻的豌豆種子，在22oC下用蒸餾水浸泡，6h后取種子點播于直徑為12cm的培養皿中濕潤的濾紙上，分別用CK（0）10-6mol/l,10-5mol/l,10-4mol/l,10-3mol/l的培養液澆灌處理。每一處理重復4次，每一重復為50粒，加蓋后置于25℃的培養箱中培養，培養7d后統計萌發率，測量根長、苗長。然后加入用HCL處理過的細砂基質，培養12d后，按照比爾定律測定葉綠素的含量；紫外吸收法（SPEORD50型紫外吸收光分析儀）測定蛋白質的含量；硫代硫酸鈉滴定法測定過氧化氫酶活性；用α—萘胺比色法測定硝酸還原酶活性。28d后取植株莖、葉和根在105oC烘干30 min，再在80oC烘干，稱取干重。

2.結果與分析

2.1對種子萌發的影響

從表1可知,豌豆種子發芽率隨Hg2+濃度增大而成下降趨勢, 10-6mol/l的濃度對種子萌發影響不大,與對照無明顯差異,10-4mol/l 和10-3mol/l兩個濃度均嚴重抑制種子的萌發,尤其是10-3mol/l濃度處理,不僅萌發遲,發芽率低，根莖變粗,且根部燒尖,不能正常生長。

表1　不同濃度Hg2+處理下豌豆的萌發率

2.2對幼苗生長的影響

試驗結果表明(表2)豌豆經不同濃度Hg2+溶液處理后,隨著濃度的提高,根長和苗長都有顯著的抑制現象,尤其10-3mol/l的處理下,根苗基本破壞，根尖已變成深褐色,與對照相比生長明顯下降。

表2　不同濃度Hg2+處理下豌豆幼苗的生長狀況

圖1　Hg2+脅迫下豌豆幼苗葉片的CAT活性

圖2　Hg2+脅迫下豌豆幼苗葉片的NR活性

過氧化氫酶(CAT)是清除植物體內的H2O2使植物細胞免受傷害的保護酶之一.由圖1可知,隨著處理濃度的提高,幼苗CAT活性隨之減弱,但是在10-4mol/l時活性稍有反彈,但還是遠遠小于對照,這種變化趨勢可能是對外界環境的適應性反映,而在10-3mol/l時活性急劇下降,說明Hg2+可能已經破壞了植物細胞,同時也說明了Hg2+可以降低清除H2O2的能力,降低細胞抗膜脂氧化的能力。

3.討論

豌豆經不同濃度Hg2+溶液處理,種子的萌發明顯受抑,抑制作用隨處理濃度的提高而增強;對根苗生長也有明顯抑制作用,且隨濃度提高,根和莖變粗、變短,尤其在10-3mol/l時根已出現深褐色，這種現象可能是Hg2+對豌豆根尖細胞分裂的影響而造成的[1]。降低H2O2和NR活性是降低植物代謝，影響植物生長的重要原因之一。pr含量和葉綠素含量隨著濃度的提高而呈下降趨勢。說明Hg2+對豌豆幼苗中葉綠素和可溶性pr含量的毒害作用與濃度有關，且濃度越高毒害作用愈加明顯。由此說明Hg2+可以加速豌豆幼葉的衰老。也有實驗表明Hg2+不僅能損害植物的生理活性，而且也可能破壞植物細胞的超微結構，最終導致植物死亡[2]。所以研究重金屬汞(Hg2+)對植物的影響有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]閆世才.鋁對豌豆生長的影響，生態學雜志,2003,22（2）: 80—81

[2]施國新,徐勤松,張小蘭,等.Hg2+和Cd2+脅迫對滿江紅生理和細胞超微結構的影響.植物學報.2003,45（4）:437—444.