铯对空心莲子草的毒害及6BA对其缓解机制的研究Word格式.docx
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表1不同浓度氯化铯处理空心莲子草
实验编号
1组
2组
3组
4组
5组
6组
7组
8组
9组
氯化铯浓度mg/L
5
10
20
30
40
50
60
70
每组空心莲子草株数
营养液量（ml）
1000
1.1.2不同浓度6-BA缓解受铯毒害的空心莲子草
采集四川农业大学校园内长势一致的空心莲子草，剪掉根后置于2升烧杯中，同时注入2/3的营养液，平衡培养2天，后按照表2进行实验：
取根系发达、长势一致的植株随机分成5个处理，每个处理培养5株空心莲子草。
一次性分别加入氯化铯，使每组处理培养液中氯化铯浓度都为50mg/L。
在培养室培养（设定光周期12h/12h，白天温度25℃，晚上温18℃），第二天起每天16:
00分别叶面喷施1mg/L（第一组）、2mg/L（第二组）、4mgl/L（第三组）、对照组（第四组）喷同量蒸馏水，各喷施液均少量多次（表2）。
连续喷6d，第7d取相同部位的叶，用蒸馏水洗净，揩干，测定各生理指标。
表2在空心莲子草叶片上喷施不同浓度的6-BA溶液
处理1
处理2
处理3
处理4
喷施6-BA的浓度mg/L
1
2
4
1.2测定指标及方法
1.2.1植株外伤症状：
用目测估计每个处理的空心莲子草植株，将植株的外伤症状分为4级：
正常生长（①无伤害），目测不到伤害症状（②轻度伤害），近中心部位失绿（③中度伤害），中心部位及外围不同程度失绿（④重度伤害）；
1.2.2植株生长状况的测定：
测定每个处理中所有空心莲子草的最长根长、平均根长、平均根数、平均植株高度、根干重、植株鲜重；
1.2.3叶绿素的测定：
测定每个处理中叶片叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b），分别取鲜叶0.5g剪碎置于研钵中，加入少许碳酸钙、石英砂和80%丙酮充分研磨，然后3000rpm离心5min。
取上清液，以80%丙酮作空白对照，用721型分光光度计测定663mn和645nm下的吸光值（或光密度），根据公式计算叶绿素a、叶绿素b含量（mg/g），以及叶绿素总含量；
计算公式：
Chla含量（mg/g）=（12.7OD663–2.69OD645）×
0.001V/W
Chlb含量（mg/g）=（22.9OD645–468OD663）×
Chlb总含量（mg/g）=（20.2OD645+8.02OD663）×
OD：
测定波长下的光密度值V：
叶绿素提取液总体积（ml）W：
材料鲜重（g）
1.2.4SOD活性的测定：
测定每个处理中SOD活性，分别称取空心莲子草叶片0.5g于预冷的研钵中，加入1ml预冷的磷酸缓冲液，研磨成浆，在2-4℃1000rpm下离心20min；
然后取4支5ml指形管，编号，其中1、2号为测定管，3、4号为对照管；
按下表（表3）加入溶液。
然后将1号管对照管置于暗处，其它各管置于4000L×
日光下反应20min，反应结束以不照光的对照管作空白，在560nm分别测定各管吸光度（A）；
SOD活性（酶活单位·
g-1FW）=（A1–A2）×
2V/A1WV1
A1:
照光对照管的吸光度
A2:
样品管吸光度
V:
样品总体积（ml）
1.2.5MDA（丙二醛）含量的测定:
测定每个处理中MDA（丙二醛）含量,用TBA（硫代巴比妥酸）法，分别取1g植物叶片，加入10ml10%TCA和少量石英砂，研磨至匀浆，在3000rpm离心10min。
取10ml刻度试管2支，一支加入上清液3ml，另一支加水3ml，各管中加入0.5%的TBA溶液3ml，摇匀后沸水浴10min后迅速冷却，如有沉淀可以过滤，以空白做参比，分别在532nm、600nm和430nm下测定吸光值，根据公式计算得出MDA含量。
计算公式：
C（µ
mol/L）=6.45（OD532-OD600）-20.56OD430
MDA的含量（µ
mol·
g-1FW）=0.001CV/W
OD：
相应波长下的光密度
V：
提取液总体积
C：
提取液中MDA的浓度（µ
mol/L）
W：
样品鲜重（g）
表3测定SOD活性的试剂
试剂/酶（ml）
1号管（测定）
2号管（测定）
3号管（对照）
4号管（对照）
0.05mol/L磷酸缓冲液
1.5
130mmol/LMet溶液
0.3
750µ
mol/LNBT溶液
100µ
mol/LEDTA-Na2
20µ
mol/L核黄素溶液
蒸馏水
0.25
酶液0.05
总体积
3.0
1.2.6脯氨酸量的测定：
测定每个处理的脯氨酸含量，分别取叶片20片剪碎混合，称取0.2-1.0g，以80%乙醇为介质磨成匀浆，后用10ml乙醇将匀浆转移到大试管，黑暗中（室温）提取24h,然后加入约0.25g活性炭和1g沸石，剧烈震荡5-6min，过滤至25ml容量瓶，并定容。
吸取3ml滤液于干燥的15ml刻度管，加入3ml冰醋酸和3ml酸性茚三酮，用玻璃球盖住管口，置于沸水于中，同时以80%乙醇代替滤液，作空白，反应15min，将空白及样品从沸水中取出，在冷水中冷却。
加蒸馏水至原刻度，以空白作参比液，在分光光度计测定管515nm的光密度值，然后查标准曲线得出样品液的脯氨酸浓度。
用标准脯氨酸溶液配制成含脯氨酸0、2、4、8、16、20µ
g/ml的溶液，按上述方法取各浓度溶液，冰醋酸，酸性茚三酮显色，比色。
以脯氨酸浓度为横坐标，光密度为纵坐标制作标准曲线。
样品中脯氨酸的含量（µ
g·
g-1FW）=C×
V/dw
C×
：
样品液的脯氨酸浓度（µ
g/ml）
提取液总体积（ml）
Dw：
样品干重（g）
2结果与分析
2.1氯化铯对空心莲子草的影响
2.1.1铯污染对空心莲子草植株生长状况的影响
由表4可知空心莲子草培养14天后观测对照组长势正常，铯浓度大于10mg/L植株受害较为明显。
随着氯化铯浓度的增加，空心莲子草最长根长逐渐由长变短，在铯浓度为70mg/L时，空心莲子草最长根长只有4.8cm。
随着氯化铯浓度的增加，根尖黑褐色数量也不断增加，植株主根直径不断减小，平均根数减少，测定周期内新生叶片数减少，植株根系鲜重减少，其相关系数R=-0.92**。
铯浓度在小于40mg/L时，只有少数空心莲子草的主根和须根根尖出现变黑，在铯浓度大于40mg/L时，大部分根变黑位置波及整个根系，主根大部分变得细小，甚至出现须根腐烂。
表4氯化铯处理空心莲子草物理伤害统计
项目氯化铯浓度
空白
5mg/L
10mg/L
20mg/L
30mg/L
40mg/L
50mg/L
60mg/L
70mg/L
最长根长
9.2
7.6
7.2
7.0
6.8
6.5
5.8
5.2
4.8
平均根长
5.3
4.0
3.8
3.2
2.8
平均根数
18
23
17
16
15
根系鲜重
0.600
0.580
0.515
0.527
0.500
0.490
0.485
0.480
0.463
正常生长
7
轻度伤害
3
中度伤害
重度伤害
6
2.1.2铯污染对空心莲子草叶片叶绿素的影响
植株个体叶绿素含量是反映植物叶片光合作用的重要生理指标，叶绿素含量高低在一定程度上反映了光合作用的水平，叶绿素含量低，光合作用弱，会导致植物鲜重增加降低。
通过本实验可见，不同浓度的铯对空心莲子草的叶绿素a含量影响与对照组相比差异显著，随着铯处理浓度的增加叶绿素a含量持续降低，在铯浓度为30mg/L时，空心莲子草叶绿素a仅为对照的78.34%，在铯浓度为70mg/L时，空心莲子草叶绿素a含量最低，仅为对照组的69.83%（表5）。
在铯浓度超过10mg/L，植株叶绿素b含量才和对照组有显著差异，间接说明铯污染对空心莲子草叶绿素a的影响比叶绿素b更为严重。
随着铯浓度的增加，空心莲子草叶绿素b的含量不断下降，在铯浓度为70mg/L时，叶绿素b的含量达到最低，为对照组的48.32%（表6）。
与对照组比较，各浓度铯处理对空心莲子草叶片叶绿素总量差异显著（表7），在铯浓度为30mg/L、70mg/L时，空心莲子草植株叶绿素总量分别为对照组的71.94%、61.50%。
可能是铯被吸收进入植株细胞后不断积累，破坏亚细胞结构，从而间接或直接导致叶绿体的结构和功能受影响，叶绿素的合成受阻，同时分解速度加快，降低空心莲子草的叶绿素含量。
表5铯处理对空心莲子草叶绿素a的影响
处理浓度（mg/L）
叶绿素a含量（mg/g）
差异显著性
Significantdifference
Treatment
Concentration
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Average
0.05
0.01
0（ck）
8.872
7.485
8.300
8.22
a
A
7.885
7.210
7.322
7.47
b
B
7.315
7.018
7.151
7.16
BC
7.201
6.988
6.918
7.04
氯化铯
5.988
6.915
6.415
6.44
c
CD
5.955
6.889
5.872
6.24
cd
D
5.889
6.872
5.818
6.755
5.658
6.08
5.606
6.006
5.74
d
表6铯处理对空心莲子草叶绿素b的影响
叶绿素b含量（mg/g）
6.864
5.381
3.763
5.34
4.591
2.834
4.27
ab
AB
4.915
3.954
2.767
3.88
bc
3.742
2.654
3.66
3.213
2.909
3.29
3.254
2.874
2.864
3.00
2.571
2.77
2.671
2.647
2.63
2.444
2.644
2.58
表7铯处理对空心莲子草叶绿素总量的影响
叶绿素总量
15.736
12.866
11.963
13.52
13.267
11.801
10.156
11.74
12.23
109.972
9.918
44.04
ABC
10.73
9.572
10.70
bcd
9.73
10.128
9.324
cde
9.072
9.763
8.736
9.19
de
8.763
9.736
8.526
9.01
9.426
8.305
8.75
e
8.05
8.65
8.25
8.32
2.1.3铯污染对空心莲子草植株SOD活性的影响
SOD是植物体内抗氧化酶系统中一种主要保护酶，与POD、CAT共同组成植物体内一个有效的活性氧清除系统，三者协调一致的共同作用，能有效清除植物体内的自由基和过氧化物。
由（表8）可见，SOD的活性在低浓度铯处理范围（5-30mg/L）呈现一定程度的升高，当铯浓度为5mg/L时SOD的活性达到最高为125.53g-1FW，是对照组的143.0%。
在铯浓度超过10mg/L后，SOD活性相对降低，在浓度为40mg/L，植株SOD活性下降到与对照组相当的水平。
在铯浓度超过40mg/L，空心莲子草SOD活性继续递减，在铯浓度为70mg/L时，空心莲子草的SOD活性达到最低为42.93g-1FW，对照组的48.90%。
本次实验中空心莲子草经不同浓度重金属铯处理后，由于生物体的保护性反应，能激发清除毒害所产生的活性氧的抗逆适应机制，在低浓度（小于40mg/L）铯污染时，空心莲子草体内的SOD活性能一定程度的提高，提高自身的抗性以适应铯污染逆境；
但在过高的铯浓度（大于40mg/L）毒害下，植株受害严重，超过了自身的防御反应限度，酶的结构或合成可能受到影响，间接或直接降低植株体SOD的活性。
2.1.4氯化铯对植物MDA的影响
MDA（丙二醛）是生物膜系统脂质过氧化物的产物之一，是一种重要的逆境生理指标，其含量反映着细胞活性氧引起膜脂过氧化，导致植物细胞伤害。
其形成速率一定程度的反映机体内清除自由基能力的大小和活性氧代谢的水平。
实验结果表明，在不同铯处理浓度下，空心莲子草体内MDA含量与对照组比较差异显著，表现为：
随着铯处理浓度增加，植株体内的MDA含量呈现增加（表9），在铯浓度为50mg/L时，植株体MDA含量达到最高1.95µ
g-1FW，为对照组的115.6%。
随着铯处理浓度的升高，空心莲子草受到的伤害也在不断增加。
在铯污染浓度达到50mg/L时，空心莲子草的抵抗机制受损最严重，空心莲子草植株生命活动受到很大程度的影响。
表8铯处理对空心莲子草SOD活性的影响
SOD活性（g-1FW）
81.364
85.980
95.980
87.77
104.423
136.086
125.53
102.404
143.438
123.438
123.09
101.538
116.232
111.159
109.64
90.096
101.159
104.203
98.49
85.962
94.493
86.232
88.90
80.401
74.203
74.493
76.37
55.962
60.145
58.75
ef
DE
40.962
42.563
45.256
42.93
f
E
表9铯处理对空心莲子草MDA的影响
MDA含量（µ
g-1FW）
1.765
1.632
1.675
1.69
1.770
1.690
1.726
1.73
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