龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应

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1、郭智等：龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应1015龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应郭智1，原海燕2，奥岩松1*1.上海交通大学农业与生物学院植物科学系，上海200240；2.江苏省中国科学院植物研究所（南京中山植物园），江苏南京210014摘要：采用营养液培养法研究了镉胁迫条件下龙葵和茄子幼苗的生长及生理响应。结果表明：镉胁迫使龙葵和茄子幼苗生长受到不同程度影响。龙葵在镉浓度低于50µM条件下，地上部干物质量仅下降15.48%%(P＞0.05)，根系干物质量在镉浓度低于100µM下增加111.11%

2、(P<0.05)，根系活力也呈先升后降的趋势；茄子地上部干物质量和根系活力在所有镉处理下均低于对照，根系干物质量在镉浓度高于25µM时即呈现下降趋势，降幅达47.06%~70.59%，茄子对镉胁迫的耐受性相对较弱。镉胁迫还导致龙葵和茄子幼苗叶片色素含量降低，叶片相对电导率、MDA含量和可溶性糖含量增加，SOD、POD、CAT变化不一致。龙葵叶片SOD活性随镉胁迫程度的增加先增高后降低，POD和CAT活性基本上表现为逐渐上升趋势，而茄子叶片中SOD活性逐渐下降，POD逐渐上升，CAT呈先降后升又降的

3、变化规律，龙葵体内的3种抗氧化酶对镉胁迫起到较强的抗氧化保护作用。关键词：龙葵(SolanumnigrumL);茄子(SolanummelongenaL);镉;生理响应中图分类号：Q948；X173文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）03-1009-07郭智等：龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应1015近年来，随着工农业的迅速发展农田重金属污染逐渐引起人们的高度关注。镉作为一种毒性较强范围较广的重金属污染物，其不仅会对植物产生各种生理毒害作用[1-4]，更为严重的是，植物吸收富集的

4、镉将通过食物链对人类健康造成潜在的危害[5]。针对目前日益严重的重金属污染，植物修复是一种绿色廉价、被人们所广泛认可的有效的治理措施，其核心技术在于利用极少数能对重金属超量吸收的重金属超富集植物来去除土壤或水体中的重金属以达到修复和治理环境的目的。超富集植物对镉的解毒机制主要通过硫代谢的相关过程、氧化胁迫防卫机制以及对镉的束缚、隔离及外排机制[6]等一种或多种“自我调适”作用来避免或者减轻毒害作用，以维持正常的生理活动。龙葵(SolanumnigrumL)是我国研究人员新发现的镉超富集植物[7]。

5、对于龙葵的镉富集特性以及解毒机理已有部分报道。魏树和等[8]认为镉主要富集在龙葵叶片，并且在Cd2+投加浓度为25mg·kg-1条件下,龙葵茎和叶中Cd质量分数分别为103.8和124.6mg·kg-1。孙瑞莲等[9]报道龙葵叶片中总镉和水溶性镉质量分数与其叶片中乙酸和柠檬酸摩尔分数呈显著正相关关系。然而，对于新型镉超富集植物龙葵而言，其镉吸收、转运以及耐性机制和富集机制仍尚未完全明确。本研究以镉超富集植物龙葵和茄科植物茄子为试材，通过考察镉胁迫条件下龙葵和茄子幼苗生长和生理响应差异，以期部分揭示

6、龙葵的镉耐性机制。1材料与方法1.1试验材料龙葵（SolanumnigrumL）种子由北京市医科院药用植物研究所提供。茄子(SolanummelongenaL)种子采用江苏省扬州市蔬菜研究所提供的一代杂交种“扬茄一号”。1.2幼苗培养挑选饱满的龙葵和茄子种子经w=0.5%NaClO消毒20min之后播种于经消毒的砂盘，10天之后选择健壮、生长一致的龙葵和茄子幼苗置于盛有4L1/2Hoagland营养液的周转箱(容积为5L，16~18株·箱-1)中预培养10d，营养液中Fe盐用Fe-EDTA代替，溶

7、液pH6.5，营养液连续通气，每3天更换1次。试验于可控环境温室中进行，温度28/20℃、相对湿度70%±5%，自然光照。1.3试验设计龙葵和茄子幼苗经预培养之后进行镉处理。镉以CdCl2·2.5H2O的形式加入，分别设0、25、50、100、200µmol·L-15个处理浓度，营养液组成与预培养期间相同，每处理3次重复，每重复16~18株，处理期间隔2天更换营养液以避免镉的损耗，处理15天之后取样进行测定。1.4测定指标及测定方法（1）株高、根长测定：常规方法测量植株株高、根长(以最长根长计)。

8、（2）根、茎、叶干物质量测定：郭智等：龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应1015将幼苗从营养液中取出，根系先用蒸馏水冲洗，再在20mmol·L-1乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)溶液中交换30min，以去除根系表面粘附的金属离子，再用去离子水冲洗干净，吸水纸吸干表面水分，将叶片和根系分开，105℃下杀青2h，然后在60℃下烘干至恒质量，测定根、茎、叶干物质量。（3）各项生理指标测定：取成熟叶及剪取尚未木质化的侧根及细根进行各项生理指标检测。叶绿素采用丙酮乙醇混合液提取法测定[10