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种菊科植物对镉胁迫的生长和生理响应(2)
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摘要：表1 不同质量浓度Cd胁迫对万寿菊、金盏菊根系生长的影响镉质量浓度(mg/L)万寿菊金盏菊总根长(cm)总根投影面积(cm2)总根表面积(cm2)根尖数(个)总根长(cm)总根
表1 不同质量浓度Cd胁迫对万寿菊、金盏菊根系生长的影响镉质量浓度(mg/L)万寿菊金盏菊总根长(cm)总根投影面积(cm2)总根表面积(cm2)根尖数(个)总根长(cm)总根投影面积(cm2)总根表面积(cm2)根尖数(个)0.075.
2.3.2 SOD活性 由图3可见，随Cd胁迫质量浓度的增加，万寿菊叶片中SOD活性呈下降趋势，Cd胁迫质量浓度为4.0 mg/L时，其SOD活性相对最低，仅为5.40 U/g；与万寿菊不同，随Cd胁迫质量浓度的增加，金盏菊叶片中SOD活性呈先增后降趋势，Cd胁迫质量浓度为0.5 mg/L时，金盏菊叶片中SOD活性相对最高，略高于对照，而其他Cd质量浓度胁迫处理均低于对照，且下降幅度较小。
2.3.3 POD活性 过氧化物酶是植物产生的一类氧化还原酶，与呼吸作用、光合作用等许多植物生长发育过程中的重要反应相关，其酶活性高低与植物代谢强度有密切关系，可使生物活性氧维持在一个较低水平上，以防止活性氧的伤害[13]。由图4可见，随Cd胁迫质量浓度的增加，万寿菊叶片中POD活性呈下降趋势，POD活性由对照的1 087.50 U/g下降到Cd胁迫质量浓度为4.0 mg/L处理时的710.14 U/g，下降幅度为 34.70%，这与其SOD活性规律相似；随Cd胁迫质量浓度的增加，金盏菊叶片中POD活性呈先增后降趋势，与对照相比，总体增减幅度相对较小，POD活性维持在224.07～168.67 U/g，Cd胁迫质量浓度为0.5、1.0 mg/L时金盏菊叶片POD活性略高于对照，2.0、4.0 mg/L Cd质量浓度处理的金盏菊叶片POD活性略低于对照。
2.3.4 CAT活性 由图5可见，随Cd胁迫质量浓度的增加，万寿菊叶片中CAT活性呈明显下降趋势，对照叶片中CAT活性相对最高，为82.15 U/g，Cd胁迫质量浓度为 4.0 mg/L 时CAT活性相对最低，仅为13.48 U/g，为对照的16.41%；金盏菊叶片中CAT活性变化规律与万寿菊相似，但其CAT活性值明显低于万寿菊；Cd胁迫质量浓度为0.5、1.0 mg/L 时，金盏菊叶片中CAT活性略低于对照，Cd胁迫质量浓度增加到2.0 mg/L时，金盏菊叶片中CAT活性较对照下降明显，Cd胁迫质量浓度达到 4.0 mg/L 时，其CAT活性仅为0.46 U/g。
3结论与讨论
镉作为一种非必需元素，可能与植物必需营养元素竞争根部的吸收位点，或通过影响植物生理生化过程来影响植物的正常生长，从而在高质量浓度下造成植物生物量的下降[14]。本试验结果表明，随Cd胁迫质量浓度的增加，万寿菊、金盏菊植株高度增长量呈先增后降的规律，0.5 mg/L Cd质量浓度处理的万寿菊、1.0 mg/L Cd质量浓度处理的金盏菊，其植株株高增长量相对最大；从根系生长状况看，低质量浓度Cd胁迫可以促进万寿菊、金盏菊这2种菊科植物根系的生长，根系总根长、总投影面积、总表面积、根尖数的最大值出现时万寿菊Cd胁迫质量浓度为1.0 mg/L，而金盏菊则为 2.0 mg/L。这在一定程度上反映根系对Cd的耐受质量浓度高于植株地上部分，金盏菊对Cd的耐受能力强于万寿菊。
重金属胁迫等不良环境能诱发植物代谢过程产生自由基，从而对植物膜产生伤害作用，而植物自身的保护酶系统能够清除自由基，以减轻其危害[15]。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)是植物体内活性氧清除系统的组成部分，能有效清除植物体内的自由基和过氧化物[16]。本试验结果表明，随Cd胁迫质量浓度的增加，金盏菊叶片中POD、CAT活性呈先增后减趋势，万寿菊叶片中SOD、POD、CAT活性呈下降趋势，且高质量浓度Cd胁迫下，POD、CAT活性下降明显，这可能是由于植物体内产生的活性氧不能被及时清除而质子化成毒性更强的·OH自由基有关，这与田治国等的研究结论[17]较为吻合。
万寿菊、金盏菊这2种菊科植物对Cd毒害响应存在明显的品种差异，对Cd的耐受质量浓度有所不同，相对而言，金盏菊对Cd胁迫具有较高的耐性，可作为绿化植物在城市镉污染水体或土壤严重的地区种植，以用于对土壤或水体的修复。
[1]Wang L，Zhou Q X，Ding L L，et al. Effect of cadmium toxicity on nitrogen metabolism in leaves ofSolanumnigrumL. as a newly found cadmium hyperaccumulator[J]. Journal of Hazardous Materials，2008，154(1/3)：818-825.
[2]苗欣宇，周启星. 污染土壤植物修复效率影响因素研究进展[J]. 生态学杂志，2015，34(3)：870-877.
[3]何俊瑜，王阳阳，任艳芳，等. 镉胁迫对不同水稻品种幼苗根系形态和生理特性的影响[J]. 生态环境学报，2009，18(5)：1863-1868.
[4]Baryla A，Carrier P，Franck F，et al. Leaf chlorosis in oilseed rape plants (Brassicanapus) grown on cadmium-polluted soil：causes and consequences for photosynthesis and growth[J]. Planta，2001，212(5/6)：696-709.
文章来源：《花卉》 网址: http://www.hhqks.cn/qikandaodu/2021/0319/1528.html
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