（植物学专业论文）cd2、hg2、cr6胁迫对组培盾叶薯蓣生理指标的影响.pdf

四川大学硕士学位论文h 9 2 + 、c r “胁迫对组培盾叶薯蓣生理指标的影响专业：植物学究生：张露洁指导教师：傅华龙教授自然界中许多重金属都是是植物的非必需元素i ，对植物生长和发育具有显著的毒性，当细胞内的重金属离子超越了保护酶系统的防御能力后，在细胞中游离的重金属离子会通过不同的途径干扰和破坏细胞的正常代谢【2 l ，导致植物生长异常直至死亡重金属在植物根、茎、叶及籽粒中的大量累积，不仅严重地影响植物的生长和发育，而且会进入食物链，危及人类的健康 3 a i 自8 0 年代以来，国际社会对我国出口的中成药中重金属和或砷含量超标问题反应强烈，使之成为国际医药市场的热点话题，严重损害了中药的形象，造成了极坏的影响，并严重影响了中成药的出口创汇，在经济上造成了极大的损失p 1 研究重金属对植物生长的影响对于生产绿色食品和中药、治理环境污染、保护生态环境和发展国民经济有重要意义本研究以c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，为影响因素，研究不同浓度下三者单独和交互作用对组培盾竹薯蓣苗部分生理指标的影响，从而为重金属对植物的毒理研究提供一定的实验数据本论文主要分为两个部分：第一部分研究了c d 2 + 、h 9 2 + 、c r 6 + 复合作用对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响。结果显示，组培盾叶薯蓣叶绿素含量在c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，各处理浓度条件下均不同程度地受至q 抑制作用，其抑制效应随重金属浓度的增加而增强。即使c d 2 + ，h 9 2 + 、c ，的浓度符合环境质量标准，这三种重金属离子仍然会对组培薯蓣叶绿素的含量造成影响c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，对组培薯蓣叶绿素a 、b 的含量的影响的大小顺序为：c d 2 + c r 6 + h 9 2 + c d 2 + 、h 酽+ 、c ，互作 h 9 2 + 、c r 6 +互作 c d 2 + 、c ，互作 c d 2 + 、h 9 2 + 互作第二部分研究了盾叶薯蓣的部分生理指标在c d ”、h 9 2 + 、c ，胁迫下的变化四川大学硕士学位论文情况。在c d 2 + 、h 矛+ 、c ，三种重金属胁迫下，丙二醛( m d a ) 的含量随着重金属浓度增加持续增加，表明了细胞的膜脂过氧化程度不断加深，细胞膜系统可能开始被破坏；超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化氢酶( c a t ) 和过氧化物酶( p o d ) 的活性和叶绿素含量均出现先上升后下降的趋势，而可溶性糖的v形曲线和可溶性蛋白的 形曲线相对应，出现这些情况的原因可能是在低浓度的重金属胁迫下盾叶薯蓣做出了适应性的调整，而随着重金属持续增加，盾叶薯蓣体内h 2 0 z 等活性氧和自由基的积累可能超过了正常水平，盾叶薯蓣体内的p o d 、s o d 和c a t 的蛋白酶结构有可能遭到破坏，细胞代谢活动受阻关键词：盾叶薯蓣重金属过氧化物酶超氧化物歧化酶过氧化氢酶丙二醛叶绿素可溶性蛋白可溶性糖四川大学硕士学位论文s t u d yo nt h ei m p a c to fc d 2 + 、h 9 2 + 、c r 6 + t op a r t i a lp h y s i o l o g i ci n d e xo ft i s s u ec u l t u r e dd i o s c o r e az i n g i b e r e n s i ss p e c i a l i t yb o t a n ya u t h o rz h a n gl u j i et u t o rp r o f f uh u a l o n g & l a nl i q i o n ga su n n e c e s s a r ye l e m e n t so fp l a n t s , h e a v ym e t a l s ( h g 、c d 、p b 、c r ) h a v es e r i o u st o x i c i t yt ot h eg r o w t ha n dm a t o r i t yo fp l a n t s w h e nt h et o x i c i t yi nh e a v ym e t a l sm a k et h ep r o t e c t i v ee n z y m es y s t e ml o s ed e f e n s ec a p a b i l i t y , t h en o m a d i ci o n so fh e a v ym e t a l si nt h ec e l l sw i l lm o l e s ta n dd e s t r o yt h ec e l l s n o r m a lh o m e r g yi nv a r i o u sw a y s ，w h i c hd i r e c t l yr e s u l t si na b n o r m a lg r o 、v t ho fp l a n t su n t i lt h e i rd e a t h t h eh u g ea m a s s m e n to fh e a v ym e t a l si nr o o t s , s t e m s , l e a v e sa n ds e e d s ，n o to n l ys e r i o u s l ya f f e c t st h eg r o 眦ha n dm a t u r i t yo fp l a n t s ，b u ta l s oc o u l de n t e rt h ef o o dc h a i n sa n db ed a n g e r o u st ot h eh e a l t ho f h u m a n - b e i n g f r o m1 9 8 0 s , t h ei n t e r n a t i o n a ls o c i e t yh a v es t r o n g 陀s p o 璐et ot h eh e a v ym e t a l sa n da se x c e s sc o n t e n ti nt h ep r e p a r e dc h i n e s em e d i c i n ee x p o r t e da b r o a d , a n dm a k ei tah e a t e dd i s c u s s i o ni nt h eg l o b a lp r e p a r e dc h i n e s em e d i c i n em a r k e tt h a ts e r i o u s l yd a m a g e st h eg o o df a i t ho fp r e p a r e dc h i n e s em e d i c i n ea n dm a k eg r e a tl o s st oe c o n o m yb e c 硼s eo fl e s sf o r e i g nc u r r e n c yi t sm e a n i n g f u lf o rt h ep r o d u c t i o no f g r e e nf o o da n dp r e p a r e dc h i n e s em e d i c i n e ,c u r eo fe n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n , p r o t e c t i o no fe c o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dt h ed e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m yt or e s e a r c ht h ei m p a c to fh e a v ym e t a l st ot h eg r o w t ho fp l a n t s r e g a r d e dc d 2 + 、 1 9 2 + ，c ，a si n f l u e n t i a lf a c t o r s 。t h i sp a p e rd or e s e a r c h0 1 1t h ea b o v et h r e ef a c t o r s i n d e p e n d e n ti m p a c ta n dh a t e r a c t i o nu n d e fd i f f e r e n ts t r e n g t h su p o np a r t i a lp h y s i o l o g i ci n d e xo ft h et i s s u ec u l t u r e dd i o s c o r e az i n g i b e r e n s i sa n dp r o v i d ec e r t a i ne x p e r i m e n t a ld a t af o rh e a v ym e t a l s i m p a c tt o一-h 9 2 + 、c r 6 + t ot h ec o n t e n to fm o r eo rl e s sa f f e c t e db yc d 、h f 、c ，u n d e rd i f f e r e n ts t r e n g t h s m o r ed e n s i t yo f h e a v ym e t a l s ,m o r ea f f e c t e dt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y l li s e v e nt h ed e n s i t yo ft h ea b o v et h r e ef a c t o r sr e a c ht h ee n v i r o n m e n t a lq u a l i t ys t a n d a r d ，t h ei o n so fh e a v ym e t a l ss t i l lh a v ei m p a c tt ot h ec o n t e n to f h et i s s u ec u l t u r e dd i o s c o r e az i n g i b e r e n s i s t h eo r d e ro f t h ep r i m a r ya n ds e c o n d a r yi m p a c to ft h ec o n t e n to fc h l o r o p h y l lo ft i s s u ec u l t u r e dd i o s c o r e az i n g i b e r e n s i sw a s ：c d 2 + ： c r 6 + h 9 2 * t h er e c i p r o c i t yo fc d 2 + , h 9 2 + a n dc r 6 + t h er e c i p r o c i t yo fh 9 2 + a n dc r s + t h er e c i p r o c i t yo fc d 2 + a n dc r y t h er e c i p r o c i t yo f c d 2 + a n dh 9 2 + t h es e c o n dp a r tf o c u s e so nt h ec h a n g eo fp a r t i a lp h y s i o l o g i ci n d e xo fd i o s c o r e az i n g i b e r e n s i su n d e rt h ec o e r c i o no f c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，u n d e rt h ec o e r c i o no f a b o v et h r e eh e a v ym e t a lf a c t o r s t h ec o n t e n to fm d aw i l li n c r e a s ec o n t i n u o u s l yi na c c o r d a n c ew i t ht h ed e n s i t yo fh e a v ym e t a l s ，w h i c hs h o w st h a tw i t ht h ed e e p e n i n go f c d 2 + 、 嘭+ 、c r 6 + ，t h ec y t o l e m m as y s t e mb e g i n st ob ed a m a g e d ，b o t ht h ea c t i v i t yo fp o d ，s o da n dc a ta n dt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y l la s c e n d sa tf i r s ta n d t h e n f a l l sd o w n , a n d “v c u r v eo f s o l u b l es u g a r g o e s m a t c h w i t h t h e “ ”c u t v eo f s o l u b l ep r o t e i n t h ep o s s i b l er e a s o n sf o rt h e s ep h e n o m e n am a yb et h a td i o s c o r e az i n g i b e r e n s i sm a k ep r o p e ra d j u s t m e n tt oh e a v ym e t a l s , a c t i v eo x y g e na n df l e er a d i c a ls u c ha nh 2 0 ai nd i o s c o m az i n g i b e r e n s i sm a yb ei ne x c e s so fd e m a n d t h ep r o t e a s es t r u c t u r ei nd i o s c o r e az i n g i b e r e n s i sm a yb ed a m a g e d , a n dt h em e t a b o h ca c f i v i t yo f c e l l sm a yb eb l o c k e d k e y w o r d s ：d i o s c o r e az i n g i b e r e n s i s , h e a v ym e t a l ，p o d ，s o d ，c a t , m d a ,c h l o r o p h y l l ，s o l u b l ep r o t e i n , s o l u b l es u g a ri v四川大学硕士学位论文第一部分：c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，复合作用对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响盾叶薯蓣( d i o s c o r e az i n g i b e r e n s i sc h w r i g h t ) 为多年生缠绕草质藤本植物，属于薯蓣科薯蓣属根状茎组，在我国主要分布在河南南部、湖北、湖南、陕西秦岭以南、甘肃天水以及四川等省，生长在海拔1 0 0 1 5 0 0 m 1 6 1 其根状茎俗称黄姜，皂苷元的含量在薯蓣科中最高，平均为5 9 3 ，单株含量为1 6 1 5 。它的结构经改造和合成后得到数千种不同的甾体激素类药物，被医药界称为“药用黄金” 7 1 。近年来发现该类皂甙成分还具有抗炎、平喘、降血脂、抗肿瘤等生理活性。自8 0 年代以来，国际社会对我国出口的中成药中重金属和或砷含量超标问题反应强烈，严重损害了中药的形象，造成了极坏的影响，并严重影响了中成药的出口创汇，在经济上造成了极大的损失。因此，研究重金属对药用植物生长的影响对于生产绿色食品和中药、治理环境污染、保护生态环境和发展国民经济具有重要意义。本研究以c d 2 + ，h 矿+ 、c r s + 为影响因素，研究不同水平下三者复合作用对组培盾叶薯蓣中叶绿素含量的影响，从而为重金属对植物的毒理研究提供一定的实验数据。1 材料和方法1 1 材料1 1 1 组培盾叶薯蓣苗：无菌生长，根系、叶片发达由四川大学藻类实验室提供并继代培养。1 1 2 基本培养基：m s 培养基，本实验所用药品均为国产分析纯。1 2 实验设计：。选择正交表l g ( 2 7 ) 。本研究中各种金属因子的浓度水平是参照中华人民共和国国家标准地面水环境质量标准( g b 3 8 3 8 8 3 ) 和中华人民共和国农田灌溉水质标准( g b 5 0 8 4 8 5 ) s l 来设计的其中，复合实验中的l 水平均是符合国家水质第三级标准的标准浓度，其余各处理浓度均是超出国家标准的浓度，即是污染浓度四川大学硕士学位诘文在本实验中，由于各组的其它实验条件是一致的，因此各实验组中重金属因子浓度含量的差异就成为了影响组培薯蓣叶绿素a ，b 含量的唯一因素表1 ：三种重金属离子及其浓度it a b l ：c o n o e n l r a t i o no f h e a v ym e t a l s因素ac d 2 + ：c d c ha l ：0 0 1 m g la 2 ：0 0 5 m g l因素bh 9 2 * ：h g c l 2b i ：0 0 0 1 m g l b 2 ：0 0 0 5 m g 因素cc r k 2 c r 2 0 7c i ：0 0 5 m g lc 2 ：02 5 m g l表2 ：l l ( 2 7 ) 正交组合t a b 2 ：t h eo r t h o g o n a lt e s t t a b l eo f l 喀( 2 7 )实验组编号组合实验组编号组合l对照组6a 2 b i c i2a l b i c l7a 2 b l c 23a l b t c 23a 2 b ：c t4a i b g c t9a z b ：c z5a l b 2 c 21 3 接种培养按实验设计，将重金属按照一定的浓度配比( 按正交表确定) 添加于培养基中，经高温灭菌后，再将盾叶薯蓣组培苗接种至培养基中，每种处理浓度做3 组平行实验。具体培养条件如下：。( 1 ) 1 5 0 m l 组培专用三角瓶；( 2 ) 光源为日光灯，光照强度约为2 0 0 0 1 u x ，光暗比为1 2 h ：1 2 h ；( 3 ) 培养温度2 5 = 1 = i 。c ；1 4 数据测定：接种培养3 0 d 后，采用分光光度法1 9 1 测定盾叶薯蓣叶绿素a 、b 含量。2四川大学硕士学位论文将盾叶薯蓣组培苗叶片和茎洗净擦干，用电子天平测量重量后，分别剪碎a i b 2 c !a l b 2 c 2a 2 b i c ia 2 b , c 2a 2 8 2 c 10 6 3 80 4 3 8o 3 l oo 2 3 lo 1 0 60 2 8 80 1 6 4o 2 3 40 2 8 2o 1 1 2o 2 9 80 4 3 50 2 9 1o 2 2 0o 4 2 5a 1 8 l c za i b 2 c la i b 2 c 2a z b t c ta z b i c 2a 2 8 2 c ia z b 2 c 24 4 1 6 7 84 2 6 4 2 82 3 6 5 9 11 2 7 4 8 31 7 3 9 2 l1 5 6 7 3 91 4 0 0 3 59 2 8 5 21 9 8 9 8 51 4 5 3 5 61 5 4 2 5 0l o 1 3 2 01 6 0 8 6 56 9 6 6 21 2 5 4 2 61 5 7 4 6 52 9 2 d 7 82 2 6 2 8 08 8 5 9 51 6 1 7 2 81 1 4 6 0 92 1 9 9 8 52 6 0 9 5 92 2 4 6 7 51 6 9 3 3 81 2 1 2 7 91 5 9 7 7 71 0 8 1 0 2，肋啪a i b l c la i b l c 2a 1 k e la 此胚奶j 1 2 8 1 c 2 蚴 拢图l ：各实验组叶绿素a 含量f i gl ：c h a n g eo f c h l o r o p h y l la2 3 2 盾叶薯蓣苗叶绿素b 的含量( 见表7 )由图l 、2 可知，与空白组( a o b o c o ) 相比，各实验组的叶绿素a 、b 的含量均呈明显的下降趋势，其中，第2 组( a i b i c i ) 叶绿素含量下降不明显，但5圆0i表7 ：叶绿素b 的含量c h b = ( 2 2 9 a “5 - - 4 6 8 a ) ，g型! ! ! ! ! 璺堡型! ! ! 些! 翌旦堕! ! ! ! ! 曼三! ! ! ：! 垒坚! 兰：! 坠鲤! 竺实验组l23平均值a 0 8 0 c o1 1 4 8 0 1 01 3 5 1 6 1 61 3 9 3 2 7 51 2 9 7 6 3 4a t b i c i1 0 0 2 2 0 61 5 4 4 8 7 l1 2 3 6 0 4 61 2 6 1 0 4 1a , b , c 27 2 7 2 1 61 4 8 0 9 92 1 2 1 8 23 6 2 4 9 9a i b i7 4 3 0 1 93 0 8 0 1 52 3 1 3 3 44 2 7 4 5 6a 1 8 2 c 23 6 9 8 6 22 2 6 2 0 64 8 9 3 5 23 6 1 8 0 7a 2 b i c11 7 9 3 7 72 6 9 8 5 53 9 2 5 9 82 8 0 6 1 0a 2 b i c 22 7 3 7 0 91 2 6 9 0 41 2 2 6 9 71 7 4 4 3 7a 2 8 2 c i2 0 3 4 2 52 4 6 2 8 22 4 4 1 5 22 3 1 2 8 6a 2 8 2 c 21 7 7 4 0 81 0 6 3 9 18 1 0 9 21 2 1 6 3 0t 4 0 0脚 l b l qa 1 b l c 2 l n 位您, 协1 c l僦 黝黝图2 ：各实验组叶绿素b 含量f i g2 ：c h a n g eo f c h l o r o p h y l lb6盥妨田四川大学硕士学位论文2 4 极差分析与方差分析结果2 4 1c d 2 + ，w 9 2 + c ，对组培盾叶薯蓣叶绿紊a 的影响表8 ；叶绿素a 含重的极差及方差分析变异来源rs sd fm sf结果a8 0 3 0 1 0 2 53 2 9 4 8 2 2 7l3 2 9 4 8 2 2 72 3 6 5 8 8极显著b5 1 0 4 8 3 2 51 7 3 7 2 8 7 7l1 7 3 7 2 8 7 71 2 4 7 4 8极显著a x b4 7 6 3 7 7 7 51 5 1 2 9 0 5 ll1 5 1 2 9 0 5 11 0 8 6 3 6极显著c6 2 9 6 9 2 2 52 “3 4 1 5 5l2 6 4 3 4 1 5 51 8 9 8 1 3极显著a x c4 8 0 0 9 0 7 51 5 3 6 5 8 0 9l1 5 3 6 5 8 0 91 1 0 3 3 6极显著b x c4 9 0 5 8 2 51 6 5 1 7 1 8 711 6 5 1 7 1 8 71 1 8 6 0 3极显著a x b x c5 0 3 1 7 7 2 51 6 8 7 9 1 5 6l1 6 8 7 9 1 5 61 2 1 2 0 2极显著误差1 9 4 9 6 9 7 11 41 3 9 2 6 4 lf o ( 1 ，1 4 产4 6 ，f o o s ( 1t1 4 ) = 8 8 6( 1 ) 极差( r ) 分析结果各组实验的r 值见表8 ，各因子对组培盾叶薯蓣叶绿素a 的影响c d 2 + c r 6 + h 9 2 + c d 2 4 、u g h , , 、c r 6 + x f l ； h g z + 、c ，互作 c d 2 + 、c ，互作 c d 2 + ，h 矿互作。( 2 ) 方差分析结果各组实验的s s 值和f 值见表8 ，可知，各组的f 值均大于f o o l ( 1 ，1 4 ) ，因此，各因子及其互作作用对组培盾叶薯蓣叶绿素a 的影响都是极显著的。2 4 2c d 2 + ，h 矿c ，对组培盾叶薯蓣叶绿素b 的影响表9 ：叶绿素b 含量的极差及方差分析变异来源rs sd fm sf结果a1 2 0 3 6 2 6 7 59 6 5 8 1 1 5 7l9 6 5 8 1 1 5 72 4 9 6 2极显著b7 0 2 3 0 8 33 2 8 8 2 4 5 9l3 2 8 8 2 4 5 98 4 9 8 7显著a b5 4 9 1 0 7 7 52 0 1 0 1 2 8 8l2 0 1 0 1 2 8 85 1 9 5 3显看c8 8 5 0 2 1 35 2 2 1 7 1 5 4l5 2 2 1 7 1 5 41 3 4 9 5 8极显著a x c5 6 1 2 6 8 7 52 t 0 0 1 5 0 7l2 1 0 0 1 5 0 75 4 2 8显著b x c6 2 2 0 6 0 32 5 7 9 7 2 6 4l2 5 7 9 7 2 6 46 6 6 7 4显著a x b x c6 2 7 2 7 8 7 52 6 2 3 1 9 0 9l2 6 2 3 1 9 0 96 7 7 9 8显著误差5 4 1 6 7 8 9 51 43 8 6 9 1 3 5f o o ，( 1 1 4 ) = 4 6 tf o o , ( i ，1 4 ) = 8 8 671 4 ) ，其余各组的f 值均大于f o o s ( 1 ，叶薯蓣叶绿素b 的影响是极显著的，叶薯蓣叶绿素b 的影响是显著的。影响c d 2 + c d 2 , - 、h 矿于f o o t ( 1 ，1 4 ) 因此，a , c ( c d 2 + ，c ，) 对组培盾b ( h 矿) 及各因子的互作作用对组培盾2 5 同种重金属不同浓度对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响2 5 1c d ”对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响表1 0 ：翻“对叶绿素a 含量的影响t a b l 0 ：t h ee f f e c to fc 矿o nt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y liaa o b o c ob l c ib l c zb 2 c lb 2 c 2a i9 7 7 0 79 2 3 5 5 62 1 9 9 8 52 6 0 9 5 92 2 4 6 7 5a 29 7 7 0 71 6 9 3 3 81 2 1 2 7 91 5 9 7 7 71 0 8 1 0 2团图3 ：c 矿对叶绿素a 含量的影响f i 9 3 ：t h ee f f e c to fc ro nt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y iia8四川大学硕士学位论文表1 1 ：c 矿对叶绿素b 含量的影响t a b1 1 ：t h ee f f e c to fc 矿o nt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y iiba o b o c ob l c ib l c 2b 2 c ：b 2 c 2a 1 2 9 7 6 3 41 2 6 1 0 4 l3 6 2 4 9 94 2 7 4 5 63 6 1 8 0 7a 21 2 9 7 6 3 42 8 0 6 l1 7 4 4 3 72 3 1 2 8 61 2 1 6 31 4 0rb l c lb i c 2b 2 c ib 2 c 2图4 ：c d ”对叶绿素b 含量的影响f i 9 4 ：t h ee f f e c to fc ，t h ec o n t e n to fc h i o r o p h y iib2 5 11 1 8 1 + 对组培盾叶薯蓣叶绿素舍量的影响表1 2 ：h f 对叶绿素a 含量的影响t a b1 2 ：t h ee f f e c to fh g z o nt h ec o n t e n to fc h i o r o p h y iiaa o b o c oa l c la i c 2a 2 c ia 2 c zb t9 7 7 0 79 2 3 5 5 62 1 9 9 8 51 6 9 3 3 81 2 1 2 7 9岛9 7 7 0 72 6 0 9 5 92 2 4 6 7 51 5 9 7 7 71 0 8 1 0 2表1 3 ：h g t 叶绿素b 含量的影响t a b1 3 ：t h ee f f e c to fa fo nt h ec o n t e n to fc h i o r o p h y iiba o b o c ob l c ib l c 2b 2 c lb 2 c 2a i1 2 9 7 6 3 41 2 6 1 0 4 l3 6 2 4 9 92 8 0 6 l1 7 4 4 3 7a 21 2 9 7 6 3 44 2 7 4 5 63 6 1 8 0 72 3 1 2 8 61 2 1 6 39圜o坚型查兰里主兰垡堡苎1 2 01 0 08 06 04 02 0oa o b o c oa i c ia 1 c 2a 2 c ia 2 c 21 4 01 2 01 0 08 06 04 02 0of = 司i 丝l图5 ：h ，对叶绿素a 含量的影响f i 9 5 ：t h ee f f e c to fh ，o nt h ec o n t e n to fc h i o r o p h y iiaa 0 8 0 c ob i c lb 1 c 2b 2 c 1b 2 c 2圈8 ：c d 对叶绿素b 含量的影响f i 9 6 ：t h ee f f e c to fc ，o nt h ec o n t e n to fc h i o r o p h y iiba i b taa 2 bw2 8 0 6 l垒z 垒22 3 1 2 8 6c lc ，1 2 9 7 6 3 41 2 9 7 6 3 41 2 6 1 0 4 l3 6 2 4 9 94 2 7 4 5 63 6 1 8 0 71 7 4 4 3 71 2 1 6 31 0 06 04 0o o b o c oa 1 8 1a i b 2a 2 b ia 2 8 2图7 ：c r 对叶绿素a 含量的影响f i g7 ：t h ee f f e c to fc r o f tt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y lla圜四川大学硕士学位论文a 0 8 0 c oa i b la i b 2a 2 8 1a 2 8 2f = 司l 丝l图8 ：c r 。对叶绿素b 含量的影响f i g8 ：t h ee f f e c to fc r 。o nt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y lib由图3 8 可知，三种重金属对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响的变化趋势基本一致，即与空白组( a o b o c o ) 相比，各实验组的叶绿素a 、b 的含量均呈明显的下降趋势，且叶绿素含量在三种重金属的低浓度胁迫下均比高浓度组的要高。在a l b l c l 浓度胁迫下叶绿素含量下降不明显，而当这三种重金属离子中其中任意一种的浓度超过环境质量标准时，叶绿素a 、b 的含量就会大幅减少但三种重金属对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响也存在一定差异。由图3 4 可知，c d 2 * 胁迫下b 2 c l 组都比b i c 2 组叶绿素含量略高；由图5 、6 可知，a i c 2 组、a 2 c i 组和a 2 c 2 组在h 矿两种浓度胁迫下，均呈平缓下降趋势，且h g ”的浓度变化对叶绿素含量变化的影响不大；由图7 、8 可知，c ，胁迫下a 2 b l 组比a l b 2组有比较明显的下降趋势。3 讨论本实验中各种金属因子的浓度水平是参照中华人民共和国国家标准地面水环境质量标准( g b3 8 3 8 8 3 ) 和中华人民共和国农田灌溉水质标准( g b5 0 8 4 8 5 ) 来设计的其中，各因子的1 水平( a 卜b l 、c 1 ) 均是符合国家水质标准第三级的标准浓度，2 水平( a 2 、b 2 、c 2 ) 均是超出国家标准的浓度，即是污染浓度。在本实验中，由于其它实验条件是一致的，因此各实验组中重金1 2扣o璺奎兰堡主兰垒堡奎中c d 2 + ，h 9 2 + 、c r 6 + 的浓度均为中华人民共和国国家标准地面水环境质量标准中规定的第三级标准浓度，但是，该组的叶绿素的含量与空白组相比仍有所降低这说明即使c d 2 + ，h 9 2 + 、c ，的浓度符合环境质量标准，这三种重金属离子仍然会对组培薯蓣叶绿素的含量有一定的影响。而当这三种重金属离子中其中任意一种的浓度超过环境质量标准时，叶绿素a 、b 的含量就会大幅减少，这说明c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，对组培薯蓣叶绿素a 、b 的含量的影响都是相当显著的，这是与方差分析结果相一致的。这一结果对于今后生产中提高薯蓣乃至其它药用植物的品质都有重要的意义根据前文表9 1 4 作图3 8 。由图可知，三种重金属对组培盾叶薯蓣叶绿素含量的影响的变化趋势基本一致，即与空白组( a o b 。c o ) 相比，各实验组的叶绿索a 、b 的含量均呈明显的下降趋势，且叶绿素含量在三种重金属的低浓度胁迫下均比高浓度组的要高在a i b l c l 浓度胁迫下叶绿素含量下降不明显，而当这三种重金属离子中其中任意一种的浓度超过环境质量标准时，叶绿素a 、b的含量就会大幅减少这是与上文所述的复合因子的影响以及方差结果均是一致的由图l 、2 可知，随着重金属离子浓度的增加，叶绿素a 、b 的含量基本呈下降趋势，但是第4 组( a i b 2 c 1 ) 的含量要比第3 组( a l b l c 2 ) 的略高，第8组( a 2 b z c t ) 的含量要比第7 组( b i c 2 ) 的略高。根据极差分析，对组培薯蓣叶绿素a 、b 的含量的影响c d 2 + c ， h 9 2 + 以第2 组( a l b i c i ) 为参照，由于第4 组是h g 浓度超标，而第3 组是c r 6 + 浓度超标，因此第4 组叶绿素a 、b 的含量的降低值要比第3 组小同理，以第6 组( a 2 8 1 c i ) 为参照，由于第8 组是h 矿+ 浓度增大，而第7 组是c ，浓度增大，因此第8 组叶绿素a 、b 的含量的降低值要比第7 组小这是与极差分析结果相一致的由极差分析可知，对组培薯蓣叶绿素a 、b 含量的影响因子的主次顺序均为：c d 2 + c r 甜 h 9 2 + c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，互作 h 9 2 + 、c r 6 + 互作 c d 2 + 、c ，互作 c d 2 + 、h g + 互作方差分析的结果与极差分析是一致的。四川大学硕士学位论文由图3 、4 可知，c d 2 + 胁迫下b 2 c 1 组都比b l c 2 组叶绿素含量略高，由于b 2 c 1组是h 矛+ 超标，而b l c 2 组是c r 6 + 超标，说明对叶绿素的影响c r 哆h g z + ，这也是与极差分析的结果是一致的。由图5 、6 可知，a l c 2 组、a 2 c l 组和a 2 c 2 组在h 9 2 + 两种浓度胁迫下，均呈平缓下降趋势，且h 9 2 + 的浓度变化对叶绿素含量变化的影响不大由图7 、8 可知，c r 6 + 胁迫下a 2 b i 组比a i b 2 组有比较明显的下降趋势，由于a 2 b l 组是超标，而a l b 2 组是h 9 2 + 超标，说明对叶绿素的影响c d 2 + h 9 2 + ，这也是与极差分析的结果是一致的。至于这几种重金属离子的共同作用都比它们单独作用对组培薯蓣叶绿索a 、b 的含量的影响要小的原因，还有待于进一步的查证和研究。4 结论( 1 ) 组培盾叶薯蓣叶绿素含量在c d 2 + 、a 9 2 + ，c r 6 * 各处理浓度条件下均不同程度地受到抑制作用，其抑制效应随重金属浓度的增加而增强即使c d 2 + 、 1 9 2 + 、c + 的浓度符合环境质量标准，这三种重金属离子仍然会对组培薯蓣叶绿素的含量造成影响。( 2 ) c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，及其交互作用对组培薯蓣叶绿素a 、b 的含量的影响均是显著的，其中这三种重金属离子极其交互作用对组培薯蓣叶绿素a 含量的影响和c d 2 + 、c r 6 + 对组培薯蓣叶绿素b 含量的影响是极显著的( 3 ) c d ”、h 9 2 + ，c r 6 + 对组培薯蓣叶绿素a b 的含量的影响的大小顺序为：c d 2 + c ， h 矿 c d 2 + 、h 9 2 + 、c ，互作 h 矿+ 、c ，互作 c d 2 + 、c ，互作 c d 2 + 、h 9 2 + 互作1 4盾叶薯蓣常的动态平衡，但在衰力下降，造成活性氧对细胞的毒害作用，特别是引起膜的过氧化作用【l ”膜的过氧化过程中会产生一些新的活性氧和自由基，从而使膜的完整性受到破坏，膜的透性增大和离子泄漏，最后导致植物伤害或死亡生物体内重要的活性氧( r e a c t i v e o x y g e n s p e c i e s ，r o s ) 、自由基主要有：单线态氧( o2 ) 、过氧化氢( h 2 0 2 ) 、超氧阴离子( 0 - 2 ) ，羟自由基( o h ) 和脂质过氧化物( r o o h 或r o o r ) 及烷自由基( 艮) 掣1 2 】植物在长期的系统进化过程中，细胞内形成了防御活性氧，自由基毒害的保护机制1 1 3 t 其中起主要作用的是由超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化氢酶( c a t ) 和过氧化物酶( p o d ) 等组成的活性氧清除酶系统s o d 是植物抗氧化系统的第一道防线，主要任务是清除细胞中多余的超氧根阴离子。然而s o d 分解会产生h 2 0 2 ，它的彻底清除还需p o d 和c a t 参与为此s o d 、p o d 、c a t 一起被认为是体内有毒物的清除剂f 14 t1 5 6 t 。目前从不同的角度对植物体内保护酶系统进行研究已是一个热点，关于低温、干旱、重金属离子、水分胁迫、和化学物质等对保护酶系统的影响已有很多报道。膜脂过氧化的最终产物是丙二醛( m d a ) ，它会严重地损伤生物膜。目前，已证明m d a 的积累来自不饱和脂肪酸的降解，它的生成是由体内自由基引发而产生的f 1 ”s t 可溶性蛋白和可溶性糖也是反映植物生理代谢的重要物质。蛋白质是生物体的主要成分，在生命活动中具有重要的作用【嘲，对细胞代谢起决定性作用的酶( r n a 酶除外) 其本质都是蛋白质。天然多糖在植物、动物和微生物中扮演了重要的角色，一方面为代谢活动提供能源物质，另一方面参与了生命现象中细胞的各种活动，对多种活性氧( r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s ，r o s ) 具有清除作用，能减少脂质过氧化产物丙二醛( m d a ) 的生成量，增加超氧化物歧化酶( s o d ) 等抗氧化酶的活性。c d 2 + 、其中，2 、3 、4 组处理浓度是符合国家水质标准的标准浓度，其余各处理浓度均是超出国家标准的浓度，即是污染浓度。表l ：实验设计t a b l ：d e s i g n o f e x p e r i m e n t处理浓度( , - g l )l234567c d ”c a )00 0 0 10 0 0 50 0 10 ，0 2 50 ，0 50 1h 9 2 + ( b )00 0 0 0 10 0 0 0 50 0 0 10 0 0 2 50 0 0 50 0 1c p ( c )00 0 0 10 0 0 200 50 1 2 502 50 51 3 接种培养按实验设计，将重金属按照一定的浓度配比( 按正交表确定) 添加于培养基中，经高温灭菌后，再将盾叶薯蓣组培苗接种至培养基中，每种处理浓度做3 组平行实验。具体培养条件如下；( 1 ) 1 5 0 m l 组培专用三角瓶：( 2 ) 光源为目光灯，光照强度约为2 0 0 0 1 u x ，光暗比为1 2 h ：1 2 h ；( 3 ) 培养温度2 5 士1 0 c ；2 测定方法2 1 叶绿素的测定采用分光光度法射v u 川大学硕士学位论文- _ _ _ _ - - _ _ _ _ - - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - - _ - 。_ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ - 。_ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ 一将盾叶薯蓣组培苗叶片和茎洗净擦干，用电子天平测量重量后，分别剪碎混匀，加入2 m l 丙酮和少许石英砂研磨，再加入5 m 1 8 0 丙酮，研磨成匀浆。将匀浆用8 0 丙酮定容至1 0 m l ，摇匀后马上吸取2 m l 置于试管中，再加入8 0 丙酮定容至1 0 m l ，试管外包裹黑色膜布闭光待测。用8 0 丙酮为对照，测定6 6 3 m n 、6 4 5 n m 处的吸光度值。将测定的吸光度值带入以下公式得到实验中盾叶薯蓣组培苗每克所含叶绿素a b 含量c 舻( 1 2 7 a 6 6 3 - 2 6 9 ) ，gc h b = ( 2 2 9 a 6 钉4 6 8 a 6 6 3 ) g2 2 过氧化物酶活性( p o d ) 测定按照华东师大生物系植物生理教研室植物生理学实验指导过氧化物酶活性测定方法，并进行一定改进过氧化物酶样品制各：取样品0 ，5 9 ，加入少许石英砂和3 m 1 0 0 5 m o l l p h 5 5的磷酸缓冲液，在冰浴上研磨，再在9 0 0 0 r p m m i n 离i _ 1 0 m i n ，取上清液置- 2 0下保存备用。反应体系：2 9 m lo 0 5 m o l lp h 5 5 的磷酸缓