不同浓度Cu2+胁迫对红花合欢的生长及MDA的影响

江西财经大学艺术学院　周少燕



不同浓度Cu2+胁迫对红花合欢的生长及MDA的影响

江西财经大学艺术学院周少燕

摘要：选用豆科红花合欢为试验材料，采用盆栽培养方式，研究红花合欢在不同铜（Cu2+）浓度胁迫下对其生长、耐性生理的影响。红花合欢的根在不同Cu2+含量下MDA相对含量呈现降低趋势。

关键词：红花合欢；Cu2+胁迫；生理指标

Cu2+是植物维持正常生命活动所必需的微量元素之一，参与植物光合作用和呼吸作用中的电子传递，是多种调节蛋白和氧化还原酶的组成成分，对于维持生物体正常的生长发育以及繁殖后代具有重要的意义［1］。然而，生物体只能适应一定浓度范围的Cu2+，过量的Cu2+会干扰生物体生命代谢的各个过程，从而对生物体产生多种伤害［2］。

豆科植物红花合欢对氯化氢、二氧化氮抗性强，对二氧化硫有一定抗性，适于厂矿、街道绿化［3］。以红花合欢为材料，以自制的不同浓度硫酸铜溶液加园土为基质，按不同比例Cu2+液与园土混合，研究比较不同浓度的Cu2+对红花合欢的生长及生理指标的影响，为今后深入开展利用豆科植物进行尾矿植被修复研究提供了理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

试验材料红花合欢种子购于江西省南昌市万寿宫花卉家艺市场。

试验基质铜浓度由江西财经大学资源与环境实验室硫酸铜配制而成。供试土壤使用江西财经大学麦庐园校区东部农田园土，经自然风干后，过孔径4cm筛后装盆。

1.2试验方法

红花合欢幼苗的处理主要采用Han等［4］的办法。选择生长一致的幼苗（大约株高达到10cm）栽植于10cm×15cm的塑料盆中，为了防止铜溶液和园土从盆中漏出，先在盆内套好塑料袋，然后装园土，防止液体外流。盆栽试验按体积分数分为5个处理：100%园土、100mg/kgCu2+溶液+696.57g园土、200mg/kgCu2+溶液 +696.57g园土、400mg/mgCu2+溶液 +696.57g园土和800mg/LCu2+溶液+696.57g园土方式充分混合装盆。选取大小、质量基本一致的植株从田间移植到盆中，每盆种植4株。移盆之前测定每个处理中每棵植株的地上部和地下部长度及质量，每处理3次重复。自然光照，根据土壤湿度适量补充水分。

处理45天后将幼苗取出，冲洗干净，吸干表面水分后用于各项生长、Cu2+离子吸收及生理指标的测定。选取红花合欢幼苗地上和地下部鲜样相同部位测定各项生理指标。红花合欢生物量以及光合色素含量的测定参考李合生的方法［5］；分别取红花合欢对相同部位的根、叶柄和叶片进行不同处理。根部取离根尖2～3cm处的根段和叶片取红花合欢第2片新叶，采用双面刀片进行徒手切片，用奥林帕斯光学显微镜进行观察，并用相机拍摄记录。

1.3分析方法

试验数据的统计和方差分析（ANOVA）主要利用WPS Excel和方差分析软件，数据的差异显著性分析采用邓肯氏新复极差法。

耐性指数Tolerance index（TI%）=不同含量Cu2+尾矿矿砂处理植株根长/对照植株根长×100%。

表1　不同浓度的Cu2+胁迫对红花合欢幼苗生长指标的影响

2　结果与分析

2.1不同浓度的Cu2+胁迫对红花合欢幼苗生长指标的影响

由表1可以看出：随着Cu2+浓度的增加，红花合欢株高、地上部分、地下部分鲜重呈上升的趋势，处理400株高、地上部分鲜重上升最高，比对照上升4%、36%，红花合欢根长、地下部分鲜重呈上升趋势，红花合欢地上地下鲜重在800mg/kg又呈现出下降趋势，分别下降至1.60g和1.21g，相对于CK还是有所上升。在不同浓度Cu2+胁迫条件下，红花合欢幼苗的鲜重值呈低含量上升高含量下降的趋势。说明低浓度的Cu2+胁迫对红花合欢幼苗生长起促进作用；在800mg/kg又呈现出下降趋势，红花合欢的鲜重降低幅度较大，说明高浓度Cu2+胁迫下红花合欢Cu2+的鲜重降低，红花合欢幼苗的生长受到显著抑制，红花合欢耐性直属随着Cu2+的升高而上升。

2.2 Cu2+胁迫下红花合欢对MDA的影响研究

图1　Cu2+胁迫下红花合欢对MDA的影响

植物器官在衰老或逆境条件下产生过多的自由基会引发植物体内膜脂过氧化作用而对植物产生毒害，其产物MDA含量常作为反映逆境条件下植物受伤害程度的指标之一［6］。图1显示，不同浓度下叶的MDA相对含量逐步增加，200mg、400mg、800mg与对照相比差异显著。根在100mg/kg的Cu2+浓度下有明显的降低，在400mg/kg的铜浓度下MDA含量又相对增高，在800mg/kg铜浓度下又稍微降低。总体而言，根在不同Cu2+含量下MDA相对含量呈现降低趋势。不同浓度的Cu2+对红花合欢的根有一定的伤害，而叶对不同浓度的Cu2+胁迫下有一定的抵抗作用。

3　讨论

通过盆栽试验，研究不同比例Cu2+浓度对红花合欢生长45天后的生长及生理指标的影响。实验表明：Cu2+是植物生长必须的微量元素之一，参加植物体内很多的生理代谢过程，对植物的生长、发育、产量等有重要影响。有研究表明，添加适量的外源Cu2+能够促进植物的生长，但过量的Cu2+会使植物体内Cu2+含量过多，危害植物生长［7］。低浓度的Cu2+胁迫对红花合欢幼苗生长起促进作用；在800mg/kg又呈现出下降趋势。红花合欢的鲜重降低幅度较大，说明高浓度Cu2+胁迫下红花合欢Cu2+的鲜重降低，红花合欢幼苗的生长受到显著抑制。不同浓度的Cu2+对红花合欢的根有一定的伤害，而叶对于不同浓度的Cu2+胁迫有一定的抵抗作用。

参考文献：

［1］林爱军，王凤花，谢文娟.土壤铜污染对植物的毒性研究进展［J］.安徽农业科学，2011，35：21740-21742.

［2］Ronald A Balsamo，William J Kelly，Justinus A Satrio，et al.Utilization of Grasses for Potential Biofuel Production and Phytoremediation of Heavy Metal Contaminated Soils［J］.International Journal of Phytoremediation，2015，17（5）∶448-455.

［3］师守国，任佳佳.运城城区行道树调查及发展建议［J］.运城学院学报，2011∶53-56.

［4］Han Y L，Huang S Z，Yuan H Y，et a1.Organic acids on the growth，anatomical structure，biochemical parameters and heavy metal accumulation of Iris lactea var.chinensis seedling growing in Pb mine tailings［J］.Ecotoxicology，2013，22（6）∶1033-1042.

［5］李合生.植物生理生化实验原理和技术［M］.北京：高等教育出版社，2006．

［6］张慧，王超，王沛芳等.不同磷营养水平对2种沉水植物在Cd·Zn复合污染下的影响［J］.安徽农业科学，2011，03∶1654-1658.

［7］Han Y L，Yuan H Y，Huang S Z.Cadmium tolerance and acCu2+mulationby twospecies of Iris［J］.Ecotoxicology，2007，16∶57-63.

作者简介：周少燕，1989年出生，江西上饶人，硕士，研究方向：园林植物应用与植物修复。