Cd 胁迫对马蔺和鸢尾幼苗生长, Cd 积累及微量元素吸收的影响[J].docVIP

Cd胁迫对马蔺和鸢尾幼苗生长、Cd积累 及微量元素吸收的影响 郭智，黄苏珍*，原海燕 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 以2种耐性不同的鸢尾属植物马蔺(Iris lactea var.chinensis)和鸢尾(Iris tectorum)为试材，通过营养液培养法，研究了Cd胁迫对其幼苗生长、Cd积累及微量元素吸收的影响。结果表明，低Cd(5 mg·L-1)和高Cd(50 mg·L-1)胁迫下，马蔺和鸢尾干物质量均呈上升趋势。高Cd处理70天时马蔺地上部和根系干物质量分别是处理前的2.37、2.31倍，而鸢尾在Cd处理40天后出现严重毒害症状。2种鸢尾体内Cd质量分数均随胁迫时间的延长呈先增后降的趋势。鸢尾地上部和根系Cd质量分数在低Cd处理后第30天时达到峰值，分别为220.5 μg·g-1和1172.3 μg·g-1，而马蔺根系Cd质量分数第40天时达到最大值1182 μg·g-1，且地上部于第50天时达到峰值264.4 μg·g-1。高Cd处理下，马蔺地上部和根系Cd质量分数均高于鸢尾。Cd胁迫还导致2种鸢尾属植物微量元素吸收代谢紊乱，对其根系Fe质量分数表现出“低促高抑”的效应，使地上部和根系Zn含量均下降，根系Cu含量增加，而对Mn吸收的影响相对较小。 马蔺(Iris lactea var.chinensis)；鸢尾（Iris tectorum）；镉；微量元素中图分类号：X1 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（200）0-0651-06近年来，随着工农业的迅速发展及废弃物的长期排放，使大量重金属镉进入水体、土壤-植物生态系统，导致环境中镉污染日趋严重[1]。镉(Cd)虽然是自然界中存在的天然痕量元素，但由于它在水中的高度溶解性和对作物的高度毒害性被认为是相对于其它重金属更具有危害性的重金属元素[2-3]。Cd毒害阻碍植物根系生长，抑制养分的吸收，引起一系列生理代谢紊乱，并最终导致植物产量减少，同时通过食物链危害人类健康。 利用对重金属富集或具有耐性的植物修复环境重金属污染是治理重金属污染的新途径。马蔺（Iris lactea var.chinensis）、鸢尾（I.tectorum）为鸢尾科鸢尾属多年生宿根草本植物，具有适应性广、抗性强、生物量大、栽培管理粗放等特性[4]，在生态园林建设中具有良好的应用前景，已成为一类兼具景观功能和生态功能于一体的优良的生态园林植物[5-6]。而近年来鸢尾属植物的抗污潜力也逐渐引起研究人员的重视[7]。最近研究还发现，马蔺、鸢尾对重金属Cd也具有较强的耐受和富集能力[8]，具备植物修复的潜力。为了提高马蔺和鸢尾修复Cd污染的效率，需要进一步了解鸢尾属不同植物的Cd积累模式及其对Cd胁迫的生理代谢响应。本研究旨在明确不同程度Cd胁迫对2种鸢尾属观赏植物幼苗生长、Cd积累以及部分微量元素吸收的影响，以期为其修复实践提供理论依据。 供试马蔺（Iris lactea var.chinensis）、（I. tectorum），植物材料， 1.2 试验设计 1.2.1 Cd胁迫对马蔺和鸢尾幼苗生长及Cd积累的影响 马蔺、鸢尾种子用w=0.5% NaClO消毒20 min，自来水冲洗数次后浸种催芽，种子萌发后播于干净的石英砂中，待幼苗长至高度约10 cm时选择整齐一致的幼苗转至含有4.5 L1/2 hoagland营养液的5 L周转箱中进行培养，预培养2周后进行Cd处理。Cd以CdCl2·2.5H2O形式供给，设置5、50 mg·L-1 2个质量浓度，每个处理3次重复，每4 d更换1次营养液。分别于Cd处理后0、20、30、40、50、60、70天取样，将植株分为地上部和根系，测定Cd质量分数和干物质量。 种子处理及幼苗培养同上。Cd设0（CK）、5、50 mg·L-1 3个质量浓度，处理30天后收获植株，分为地上部和根系，测定元素Fe、Mn、Cu、Zn质量分数。 将幼苗从营养液中取出，根系先用蒸馏水冲洗，再在20 mmol·L-1乙二胺四乙酸二钠（EDTA-Na2）溶液中交换30 min，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2 h，然后在60 ℃下烘干至恒质量后称量。 HNO3-HClO4 湿法消化法。0.2 g，HNO3-HClO4（V︰V=87︰13），为5%20 mL，Hitachi180-80火焰原子吸收分光光度计(AAS)测定Cd元素及微量元素质量分数[9]。 用SAS和Excel软件进行数据处理。 图2 高浓度Cd(50 mg·L-1)胁迫下马蔺和鸢尾地上部和根系Cd质量分数变化 Fig.2 The shoot and root