芸苔素对铅胁迫下远志种子萌发和幼苗生长生理特征的影响

2022-02-13 10:06姬海月胡本祥杨冰月颜永刚
西北植物学报 2022年12期
关键词:铅含量远志抗氧化

姬海月,胡本祥,2,杨冰月,罗 瑶,颜永刚,彭 亮*

(1 陕西中医药大学 药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心/“秦药”研发重点实验室,西安 712046;2 陕西国际商贸学院,西安 712046)

铅为植物非必需重金属,具有高毒性和持久性,通过污染土壤和水体引发严重的环境问题。当下,自然环境因工业化进展迅猛而遭受的污染日益严重,尤其是重金属铅的逐渐渗透导致环境中存在过量的铅而造成铅胁迫,随之影响植物的生长发育、次生代谢产物积累和产量[1]。大量研究表明,铅胁迫通过抑制植物细胞正常生长、酶活性来影响植物组织蛋白质合成,破坏细胞膜通透性,降低呼吸作用和光合作用,最终对种子萌发及植物生长发育造成损害[2]。种子萌发和幼苗生长是植物生命周期中的两个重要阶段,最易受到外界环境因子的干扰,更是直接影响植物后期的生长发育,因而常用种子的萌发和幼苗生长状况作为检测植物对重金属耐性强弱的重要指标[3-5]。芸苔素(EBL)作为一种新式的植物内源激素,系目前公认活性最高的安全、广谱、高能的植物生长激素之一[6]。EBL自身具有优良的生长特性,可以通过调节植物本身生长所需的多种酶、激素,使植物增长活力、提高作物质量、增强抗逆性能力,进而达到促进植物自身生长发展潜能、充分发挥植物的生长功能优势,并已在促进芥菜[7]、茄子[8]、水稻[9]等种子萌发及幼苗生长方面取得了一系列的研究成果。

远志(PolygalatenuifoliaWilld.) 系远志科多年生草本植物,其干燥根为中国常用大宗中药材,具有镇静安神、祛痰开窍、解毒消肿等功效[10]。远志广泛分布于中国西北、华北及东北等地区,对干旱、盐等逆境胁迫表现出一定程度的适应性,相关研究多集中于质量控制、主要药用影响因素和药理作用等方面[11],鲜见有关远志种子萌发和幼苗生长对重金属胁迫的适应能力,以及使用激素缓解胁迫的相关生理机制研究。

以2020年《中华人民共和国药典》中铅含量的限量标准,对全国2056份中药材进行铅含量检测,发现超标率为 3.79%,表明中国中药材铅超标的情况仍存在,且铅含量水平因种类不同表现出差异性,这与中药材的产地、品种、用药部位等方面密切相关[12]。吴娟娟等[13]对陕西汉中的药用植物进行研究发现有重金属轻度污染的情况,其中Pb为主要影响因素。鉴于种植产地中可能存在一定程度的铅污染,本试验以远志为基本材料,通过人工模拟正常铅污染水平环境,解析EBL对远志种子萌发、幼苗生长、渗透调节物质、抗氧化酶系统等植物体内生理生化特性的影响,以期了解远志种子及幼苗对重金属胁迫的响应情况及反应机制,降低重金属毒害的发生,同时探讨在保证药材安全性的基础上,增强远志的重金属胁迫耐受性,寻找促进远志植株正常生长的措施。

1 材料和方法

1.1 供试材料

参试的远志成熟种子来自于远志栽培种植基地(陕西省淳化县),经陕西中医药大学胡本祥教授鉴定为远志(PolygalatenuifoliaWilld.)的干燥成熟种子。

1.2 试剂与仪器

试验试剂芸苔素购自上海源叶生物科技有限公司(CAS#72962-43-7 HPLC>95% LOT:J20J11H118372),铅标准溶液购自国家有色金属及电子材料分析测试中心(GSB 04-1742-2004),其余所用试剂均为分析纯。蛋白质定量(A045-2)、总超氧化物歧化酶(A001-1)、过氧化物酶(A084-3-1)、抗坏血酸过氧化物酶(A123-1-1)、过氧化氢(A064-1-1)、脯氨酸(A107-1-1)、植物丙二醛(A003-1)、过氧化氢酶试剂盒(A007-1-1)、96孔板均购自南京建成生物工程研究所,定性滤纸购自天津市天力化学试剂有限公司。

试验仪器包括酶标仪 A-5082(Tecan Austrla Gmbh Untersbergetr公司)、马弗炉Sx2-4-10(上海精密仪器有限公司)、石墨炉原子吸收SP-3803AA(上海光谱仪器有限公司)、空心阴极灯(铅灯,上海光谱仪器有限公司)、高压灭菌锅GR60DA(厦门致微仪器有限公司)、水浴锅(上海科恒实业发展有限公司)以及万分之一电子天平BS110S(德国赛多利斯公司)。

1.3 试验设计

前期多次预试验结果表明,3 mmol·L-1醋酸铅(CH3CO2)2Pb可引发远志铅中度胁迫,种子发芽率在50%左右,故本试验选择3 mmol·L-1醋酸铅来模拟铅胁迫。同时,设置浓度为0、0.0001、0.01、1、100 μmol·L-1的芸苔素处理,采用预浸法和混合溶液拌种法两种形式来评价芸苔素对铅胁迫下远志种子萌发及幼苗生长发育的影响。

1.3.1 预浸种组选取大小均一的远志种子,除去表面绒毛,10%过氧化氢溶液浸泡15 min后用超纯水反复冲洗干净,随后置于不同浓度EBL溶液中预浸种处理12 h。以经高压锅灭菌处理的培养皿(直径9 cm,内铺有2层滤纸)为发芽床,将各浓度EBL预浸种处理后的种子均匀排布在加有4 mL的3 mmol·L-1醋酸铅溶液的发芽床中(分别记为A0、A1、A2、A3、A4),以纯水发芽床为对照(CK),每床30粒,3次重复。

1.3.2 拌种组在不同浓度EBL溶液中加入醋酸铅配制成混合溶液,并使醋酸铅终浓度为3 mmol·L-1,发芽床同预浸种组,将已消毒的种子均匀排布在加有上述4 mL混合溶液的发芽床中(分别记为B0、B1、B2、B3、B4),以纯水发芽床为对照(CK),每床30粒,3次重复。

1.3.3 培养条件组培室温度25 ℃、光照时间12 h/d,每天分别向发芽床加入适量蒸馏水或相关溶液以保持原始质量,隔天换纸1次。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 种子萌发指标和幼苗干鲜重每天8:00观察并记录远志种子萌发情况,发芽启动时间为实验开始到第1颗种子发芽所需要的天数,种子发芽的标准为露出1 mm以上的胚根,连续7 d无萌发种子视为萌发结束。发芽结束后,计算发芽启动时间、发芽持续时间、发芽势(第8天)、发芽率、发芽指数和活力指数;另外,每重复取10 株幼苗测量其胚根和胚芽长度,同时称取幼苗鲜重,置于65 ℃ 烘干箱干燥至恒重后称取干重。

1.4.2 幼苗抗氧化酶活性和渗透调节物质含量培养14 d后收获幼苗,取鲜重0.1 g幼苗用于酶活性检测,每个指标3次重复。过氧化物酶活性测定采用比色法,总超氧化物歧化酶活性测定采用黄嘌呤氧化酶法,过氧化氢酶活性测定采用钼酸铵法,丙二醛含量测定采用TBA法,游离脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮法,可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法,抗坏血酸过氧化物酶活性、过氧化氢含量采用分光光度法测定,以上指标测定的具体操作步骤按照试剂盒说明书进行。可溶性糖含量采用苯酚法测定[14],单位用mg·g-1表示。

1.4.3 种子和幼苗铅含量铅含量用原子吸收光谱法测定。将所用到的玻璃仪器全部放入25%的硝酸里浸泡24 h后再用纯水冲洗多遍,在烘箱内烘干备用。分别将种子和幼苗样品置于60 ℃烘干箱中至恒重,取出样品并研磨成粉末,过20目筛。分析天平称取1 g样品置于坩埚内,每处理平行试验3组,放入对应的坩埚中,移入马弗炉于600 ℃下灰化6 h,使样品呈浅灰白色,取出,冷却;加入15 mL硝酸和高氯酸混合溶液(2∶1)过夜,直到有机物完全消解;过滤、稀释溶液后用原子吸收光谱法测定铅含量。仪器操作条件:波长 283.30 nm,光谱带宽 0.7 nm,氚灯校正背景,高压211.6 V, 工作电流4.0 mA, 原子化升温方式(Optical, 干燥灰化时间94 s, 原子化时间4 s,原子化温度1 900 ℃),每个样品重复3次;绘制铅浓度为0、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 μg/L的标准曲线(A=0.734363C+1.1354,R=0.89909. A为吸光度,C为浓度),据此计算样品铅含量,铅含量以干物质含量表示(mg·kg-1)。

1.5 数据处理

本试验采用完全随机设计,采用 Microsoft Excel 2019软件对数据进行处理,测定结果表示为‘平均值±标准差’形式,用SPSS 18.0软件进行统计分析,Original 8.0 绘图。

2 结果与分析

2.1 EBL对铅胁迫下远志种子萌发的影响

表1显示,对照组(CK)远志种子在培养的第1 天开始启动萌发,第5 天已大量萌发,最终发芽率为93.33%;单独3 mmol·L-1醋酸铅(CH3CO2)2Pb胁迫处理(B0、A0)下远志种子发芽时间比CK延迟约2 d,第7 天大量萌发,其发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均比相应CK显著降低。与B0、A0处理相比,各浓度EBL预浸种和拌种处理远志种子的萌发指标均不同程度地升高,且除预浸种处理的发芽指数外,A1~A3和B1~B3处理的增幅均达到显著水平,A4和B4处理的个别指标增幅也达到显著水平;在铅胁迫条件下,预浸种和拌种处理远志种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随EBL浓度的增加呈先上升后下降的趋势,并分别在A3和B2处理时达到最高,且不同浓度间大多差异显著。在相同EBL浓度处理下,远志种子发芽率、相对发芽率、发芽指数、活力指数在B0与A0处理间均无显著差异;B1~B3处理各萌发指标均不同程度地高于相应A1~A3处理,尤其是B1~B3处理的发芽率和发芽势不但显著高于相应的A1~A3处理,还甚至稍高于相应CK水平;但B4处理各萌发指标则不同程度低于A4处理,且大多达到显著水平。可见,3 mmol·L-1Pb2+胁迫显著抑制了远志种子萌发,0.0001~1.0 μmol·L-1EBL拌种或者预浸种处理均能显著缓解铅胁迫的抑制效应,且相同浓度 EBL拌种处理优于预浸种处理;0.01 μmol·L-1EBL拌种处理和1 μmol·L-1EBL预浸种处理缓解铅胁迫效应最好,发芽率分别达到98.89%和82.22%。

表1 EBL对缓解远志幼苗铅胁迫萌发数据(均值±标准误)

2.2 EBL对铅胁迫下远志幼苗生长的影响

相比CK组,A0、B0 处理使远志幼苗生长严重受阻;各浓度EBL预浸种和拌种处理均对铅胁迫幼苗生长有不同程度的影响,且幼苗子叶随EBL的浓度增加而增大(图1),但100 μmol·L-1EBL处理下子叶发黄卷曲,叶面积超出CK组2倍,较正常幼苗衰老速度加快,呈现高浓度抑制作用。表2显示,在相同EBL浓度处理下,远志幼苗胚芽长度、地上部长度、胚根长度在B0与A0处理间均无显著差异;预浸种处理下,幼苗的芽长随着EBL浓度的升高而增大,在A4处理下达到最大值(0.63 cm),且A4和B2处理的芽长不但显著高于A0、B0处理,还甚至高于CK。同时,EBL处理可一定程度上缓解铅胁迫对远志幼苗胚根的抑制作用,且拌种处理优于预浸种处理,二者均以0.01 μmol·L-1EBL处理组(A2、B2)逆转率最好,胚根长分别为A0、B0的4.50和7.81倍。耐受性指数作为铅敏感性指标,代表胁迫和非胁迫下幼苗生长之间的关系,是植物修复方法中需要考虑的一个相关参数[15]。B2处理耐受指数最大(0.42),对铅胁迫的恢复作用显著(P<0.05),根据Lux[16]文献判断远志幼苗经0.01 μmol·L-1EBL诱导后耐受性提高至中等耐性。另外,随EBL浓度的增加,远志幼苗鲜重、干重先增后减,A1~A3处理幼苗鲜重分别显著高于A0 23.4%、33.85%、40.14%,B1~B3处理则分别比B0显著增加41.05%、54.08%、33.60%;各浓度EBL处理远志幼苗干重均比A0和B0显著增加,增幅分别为22.58%、38.46%、52.00%、29.41%和61.11%、63.15%、64.40%、51.16%,且均在1 μmol·L-1时有最高值,说明EBL可显著提高铅胁迫幼苗的生物量。此外,铅胁迫远志幼苗含水量随EBL浓度的增加先增后减,但总体呈降低的趋势,证明植株在EBL的作用下会调控降低铅胁迫幼苗含水量水平。

图1 0.01 μmol·L-1 EBL浸种和拌种处理对铅胁迫下远志幼苗生长情况的影响Fig.1 Effect of 0.01 μmol·L-1 EBL seed soaking and seed dressing on the growth of P. tenuifolia seedlings under lead stress

2.3 EBL对铅胁迫下远志幼苗渗透调节物质含量的影响

远志幼苗游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量在单独Pb胁迫处理(B0、A0)下均比相应CK显著降低(图2)。在铅胁迫条件下,浸种和拌种处理远志幼苗游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量随EBL浓度的增加呈现出先上升后下降的变化趋势,并均在0.01 μmol·L-1EBL(B2、A2)处理时达到最大值,并显著高于A0、B0处理组(P<0.05)。同时,EBL拌种处理的效果优于相应浓度的预浸种处理,B2处理幼苗的游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量最高,分别是B0处理的1.99倍、1.95倍和2.31倍,A2处理分别是A0处理的1.88倍、1.72倍和1.26倍。可见,在铅胁迫条件下,外源EBL可以促进远志幼苗体内大量积累脯氨酸和可溶性糖等渗透调节物质,通过渗透调节作用来有效缓解铅胁迫造成的伤害,并以0.01 μmol·L-1EBL处理效果最佳。

表2 铅胁迫下不同浓度EBL处理幼苗生长情况

图2 EBL对铅胁迫下远志幼苗渗透性调节物质含量的影响Fig.2 Effects of EBL on the contents of osmotic regulation substances in seedlings of P. tenuifolia under lead stress

2.4 EBL对铅胁迫下远志幼苗抗氧化酶活性的影响

远志幼苗抗氧化酶活性在单独铅胁迫下(A0、B0)均比CK大幅度显著降低(P<0.05)。与B0、A0处理相比,各浓度EBL预浸种和拌种处理下远志幼苗抗氧化酶活性均不同程度升高,且A1~A3和B1~B3处理的增幅均达到显著水平,A4和B4处理的个别指标增幅也达到显著水平;在铅胁迫条件下,预浸种和拌种处理SOD、POD和CAT活性均随EBL浓度的增加呈先上升后下降的趋势,在0.01 μmol·L-1EBL处理达到最高,此时并分别为A0、B0的1.51倍和1.52倍(图3,A)、1.33倍和2.61倍(图3,C)、3.77倍和5.65倍(图3,D);同时不同浓度处理间大多差异显著,尤其是B2处理的CAT含量不但显著高于相应的A2处理,甚至显著高于相应CK水平(P<0.05)。可见,Pb2+胁迫显著抑制了远志幼苗抗氧化酶活性,0.0001~1.0 μmol·L-1EBL拌种或者预浸种处理均能显著提高其抗氧化酶活性,拌种组0.01 μmol·L-1EBL处理较预浸组缓解铅胁迫效应更佳。与以上抗氧化酶表现不同,预浸组远志幼苗APX活性较拌种组高,但仍在0.01 μmol·L-1EBL处理下最高,约为A0 处理的5.81倍(图3,B)。

图3 EBL对铅胁迫下远志幼苗抗氧化酶活性的影响Fig.3 Effects of EBL on antioxidant enzyme activities of P. tenuifolia seedlings under lead stress

2.5 EBL对铅胁迫下远志幼苗丙二醛和H2O2含量的影响

图4显示,在单独Pb胁迫处理(A0、B0)下,远志幼苗丙二醛(MDA)和H2O2的含量均比相应的CK显著增加;与抗氧化酶活性的变化趋势相反,随着EBL浓度的逐渐增加,预浸种和拌种处理的远志幼苗MDA和H2O2含量均表现出先降低后升高的趋势,且在各浓度处理间均差异显著,并均在A2、B2处理下达到最低值。其中,与A0、B0处理相比,除B3外的预浸种和拌种处理远志幼苗MDA含量均显著降低,A2、B2处理的MDA含量分别显著降低71.81%和67.53%,且显著低于CK组水平(P<0.05),此时拌种组稍高于预浸种组(图4,B);在铅胁迫条件下,各浓度EBL预浸种和拌种处理远志幼苗H2O2含量均显著低于A0、B0处理,A2、B2处理的分别相应显著降低76.18%和82.01%,此时B2处理显著低于A2处理(图4,B)。以上结果说明,适宜浓度外源EBL预浸种或者拌种均可显著缓解铅胁迫诱导的远志幼苗膜脂过氧化伤害,但EBL浓度过高反而会导致远志幼苗质膜遭受明显损伤。

图4 EBL对铅胁迫下远志幼苗MDA及H2O2含量的影响Fig.4 Effects of EBL on the contents of MDA and H2O2 in P. tenuifolia seedlings under lead stress

2.6 EBL对铅胁迫下远志种子和幼苗中铅含量的影响

图5,A显示,单独铅胁迫处理(A0、B0)下远志种子中Pb含量大幅显著增加,拌种处理的增幅远大于浸种处理,A0、B0处理分别为CK的3.09倍和12.84倍。EBL预浸种处理远志种子中Pb含量均不同提高,但其增幅仅在A1处理下达到显著水平(P<0.05),且达到最大值(0.86 mg·kg-1),此时为A0 处理的1.42倍;各浓度EBL拌种处理则可以不同程度降低远志种子中Pb含量,且除B4处理外均与 B0组差异显著(P<0.05),并以B2处理降低幅度最大(38.78%)。同时,在相同EBL浓度处理下,拌种处理远志种子中Pb含量均显著高于相应的预浸种处理。因此,各浓度外源EBL预浸种处理均可促进志种子中Pb积累,但仅0.0001 μmol·L-1EBL处理达到显著水平,而拌种处理均能降低Pb的积累,并以0.01 μmol·L-1EBL处理降幅最大。

另外,从图5,B可知,单独铅胁迫处理(A0、B0)下远志幼苗中Pb含量同样比CK大幅显著增加,A0、B0处理分别为CK的7.51倍和7.69倍。与A0、B0组相比,不同浓度EBL预浸种和拌种处理远志幼苗中铅含量均显著增加,且均随EBL浓度的增加呈先上升后下降的变化趋势,并均在A2、B2处理下达到最高值,分别为1.63和1.40 mg·kg-1。在相同EBL浓度下,仅B2显著高于A2,B3显著低于A3,其余浓度下拌种和预浸种处理间均无显著差异。上述结果表明,EBL无论以何种形式添加均可显著提高幼苗中铅含量,且0.01 μmol·L-1EBL处理促进作用最强,而以100 μmol·L-1EBL处理促进作用较弱。

3 讨 论

植物在不同生长阶段对胁迫的耐受性不同,并以种子和幼苗两个阶段最为脆弱[16]。铅作为常见的重金属污染之一,在自然界中广泛存在,可对药用植物的生长发育及药用安全性等造成危害。芸苔素(EBL)在植物遭受胁迫时表现出优良的抗逆性,通过提高酶活性来增加自由基的清除速度,使植株免受胁迫伤害[17]。Jin等[18]研究表明,EBL可以促进新的木葡聚糖添加到细胞壁中,从而使细胞松弛和伸长;Soares 等[7]证实EBL可通过减少活性氧(ROS)来缓解小白菜在胁迫环境下遭受的不良影响。因此,本实验通过考察EBL对铅胁迫下远志种子萌发与幼苗生长情况的影响,同时分析相关生长及抗逆生理生化指标,初步了解EBL缓解远志种子及幼苗抵抗重金属铅胁迫的效应。

铅、铬、锌等重金属改变了植物的生存环境,可直接影响其种子萌发、幼苗生长发育及抗氧化酶活性等生理生化指标[19-21]。本研究表明,铅胁迫能够抑制远志种子萌发与幼苗生长,EBL预浸种和拌种处理可以显著提高远志种子的发芽率、发芽势、活力指数和耐受性指数等指标,有效缓解其所遭受的铅胁迫伤害,并存在高浓度抑制效应,其原因可能是EBL可刺激胚胎发育及在大孢子有丝分裂中发挥作用所致。其中,预浸组1 μmol·L-1EBL种子发芽率最高,拌种处理组0.01 μmol·L-1EBL发芽率最高(98.89%),但与1 μmol·L-1EBL处理(96.67%)无显著差异,表明EBL处理方式和浓度均会影响远志种子萌发,且种子在混合溶液的发芽床上连续浸泡时剂量可能会干扰激素的使用效果[22]。植物生长指标可较直观反映重金属胁迫的影响,EBL会通过激活H+-ATPase增加细胞壁的合成,促进幼苗生长[23]。本研究中远志幼苗遭受铅胁迫后,其生长指标均被抑制,添加EBL可改变其耐受指数,呈现出低中浓度促进高浓度抑制现象,其中0.01 μmol·L-1EBL处理能够显著缓解铅胁迫对远志幼苗生长的抑制作用,可能与EBL通过促进远志幼苗根的生长来提高耐受性有关,这也与Ahammed等[24]的相关研究结果类似。

EBL会通过调节游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等渗透调节物质的水平来保护幼苗以减轻其遭受的铅毒害。在铅胁迫条件下,远志幼苗3种渗透调节物质的含量随EBL浓度增加表现出先上升后下降的趋势,证实了EBL可以诱导远志幼苗增加合成可溶性糖和蛋白数量来降低原生质的渗透势,抵御对细胞有毒的化合物积累,进而保护细胞免于损伤,以提高其对铅环境的适应性[25]。酶促保护体系可有效清除因胁迫环境而产生过量的活性氧,其中APX、POD、SOD和CAT是普遍存在于植物体内的重要抗氧化酶,与植物的生理生化及代谢活动关系密切[26]。本研究证实,远志幼苗的APX、POD、SOD和CAT活性在铅胁迫下显著降低,而在预浸种和拌种处理后随着EBL浓度的增加均呈现出先增加后降低的趋势,表明远志幼苗遭受铅胁迫后体内的抗氧化酶系统可通过复杂的协同调控来增加体内抗氧化酶活性,从而清除过多活性氧的积累;但是,高浓度EBL环境下活性氧的增加已远远超过抗氧化酶系统的负荷而对细胞造成严重伤害,从而引起酶活性的下降,这与王文静等[27]的研究结果一致。同时,EBL处理可以通过调节抗氧化酶活性来降低体内MDA和H2O2含量,修复生理机能,从而改善远志幼苗在铅胁迫时出现的细胞膜损伤和膜透性[28-29]。可见,EBL处理有助于提高远志幼苗中抗氧化酶活性,降低活性氧等有害物质积累,有效克服铅胁迫所引发的胁迫效应。

铅等重金属胁迫影响着植物从种子萌发到生长发育的整个阶段,其伤害主要是由于铅胁迫诱导引起的细胞膜组成、膜通透性以及ROS积累的变化所致。本研究中远志种子的铅含量随EBL浓度增加呈先下降后上升的趋势,且拌种组铅含量远高于预浸种组,原因是种子在预浸泡中已经水合,种子已经达到了吸胀第二阶段,而第二阶段开始重新启动新陈代谢,此时种子的吸水率最低[30]。远志幼苗中铅含量变化趋势与种子相反,随着胚根的出现和幼苗的形成,铅的含量在种皮破裂后显著增加,表明从胚根突起形成开始,幼苗组织对铅的吸收逐渐增加,而EBL可以通过改变细胞膜透性来增加对铅的净化和吸收,提高铅存在下激活的ROS解毒系统的效率[30]。同时,铅等重金属的超标会严重影响中药材的安全性,冯云霞等[31]对100味常用药材的重金属残留状况分析发现中药材中存在不同程度和种类的重金属污染,总超标率为22%,其中铅的超标率为5%;石伊凡等[32]通过测定和分析35味中药材的铅、铜、砷、镉、汞等5种重金属含量,表明铅元素超标率在5种重金属元素中最高,达到了11.43%,不同中药材中铅元素的含量差异较大(0.18~13.33 mg·kg-1),平均含量为2.10 mg·kg-1,最高含量为药典标准的2.67倍。可见,因受种植环境、土壤等因素的影响,铅仍然是影响中药材安全性的重要因素之一,本研究中适宜浓度EBL预浸种和拌种处理可以通过调节渗透调节物质含量和抗氧化酶活性来有效缓解铅胁迫对远志种子萌发和幼苗生长伤害,并显著促进幼苗中铅的积累,但引起的铅含量最大值为2.54 mg·kg-1,远低于药典规定的5 mg·kg-1。

综上所述,EBL通过调节远志幼苗自身生长和渗透调节物质、保护酶系统、丙二醛及过氧化氢含量等来有效促进种子萌发和幼苗生长发育,抵御所处铅胁迫环境的伤害,表现出较好的抗逆性。在维护远志药材重金属安全性的前提下,应用EBL处理种子可以作为改善铅胁迫环境中远志种子萌发和幼苗生长状况的一个新途径。本研究对于揭示促进远志种子及幼苗生长适应铅胁迫环境下的基本机制,增强远志的重金属胁迫耐受性,促进植物正常生长,指导开展远志种苗耐铅毒性处理以及缓解其他重金属胁迫环境措施研究具有重要的社会实践意义。

猜你喜欢
铅含量远志抗氧化
MSA镀液体系下镀锡板面铅含量影响因素分析
6000倍抗氧化能力,“完爆”维C!昶科将天然虾青素研发到极致
早、晚稻对土壤铅吸收差异性研究
逍遥散对抑郁大鼠的行为学及抗氧化作用的影响
毛远志书法篆刻作品欣赏
西湖龙井茶基地一级保护区茶叶铅含量调查研究
水麻果多酚的提取纯化及其抗氧化、抗肿瘤活性作用
城市环境变化对银杏树轮中铅含量的影响
毛远志
小麦蛋白酶解物中抗氧化肽的纯化与鉴定