宗憲春等

摘要：采用濃度分別為０、２、４、８、１６、３２、６４ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液對(duì)３種花卉（大牽?；ā⒉杌P仙、五彩香茉莉）種子進(jìn)行脅迫處理，測(cè)定鎘脅迫對(duì)花卉種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)等發(fā)芽指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，在鎘脅迫處理下，３種花卉的種子發(fā)芽指標(biāo)都隨著鎘溶液濃度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其中濃度為８ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液能促進(jìn)茶花鳳仙和五彩香茉莉種子的萌發(fā)，而濃度為１６ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液能促進(jìn)大牽?；ǚN子的萌發(fā)。不同濃度的鎘溶液脅迫對(duì)大牽?；ǚN子的影響較小，說(shuō)明大牽牛花種子在萌發(fā)階段的抗鎘脅迫能力較強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：鎘；脅迫；花卉；種子萌發(fā)

中圖分類(lèi)號(hào)：O614.24+2；Q845.78；S681 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）04－0744-03

鎘（Ｃａｄｍｉｕｍ，Ｃｄ）作為一種生物非必需的重金屬元素，因具有高毒性而被認(rèn)定是最重要的重金屬污染物之一。隨著大工業(yè)的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，重金屬污染尤其是鎘污染已成為當(dāng)今污染面積最廣、危害最嚴(yán)重的環(huán)境重金屬污染問(wèn)題之一［１，２］。有關(guān)鎘污染對(duì)植物造成的危害已引起人們的高度重視，這一領(lǐng)域的研究也日趨活躍［３－５］。種子萌發(fā)是植物生活期的起點(diǎn)和感知外界環(huán)境變化的最初生命階段，是評(píng)價(jià)植物對(duì)重金屬鎘耐受性高低的重要階段［６］。試驗(yàn)采用不同質(zhì)量濃度的鎘溶液對(duì)大牽?；ǎ郏桑穑铮恚铮澹?ｎｉｌ（Ｌ．）Ｒｏｔｈ．］、茶花鳳仙（Ｉｍｐａｔｉｅｎｓ ｂａｌｓａｍｅｎａ Ｌ．）、五彩香茉莉（Ｍｉｒａｂｉｌｉｓ ｊａｌａｐａ Ｌ．）３種花卉的種子進(jìn)行處理，從種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)方面研究了鎘脅迫對(duì)這３種花卉種子萌發(fā)的影響，該研究將為選育耐鎘脅迫花卉和對(duì)已污染土壤進(jìn)行花卉種類(lèi)的選擇種植提供理論依據(jù)。

１材料與方法

試驗(yàn)選用的大牽?；ā⒉杌P仙、五彩香茉莉花卉種子由北京市豐臺(tái)區(qū)花鄉(xiāng)新發(fā)地種業(yè)市場(chǎng)花仙子園藝公司提供，ＣｄＣｌ２為天津市博迪化工有限公司產(chǎn)品。

采用紙上發(fā)芽［７］的方式。將ＣｄＣｌ２配成質(zhì)量濃度分別為２、４、８、１６、３２、６４ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液，以去離子水做對(duì)照，對(duì)３種花卉的種子進(jìn)行處理。選取飽滿程度一致的花卉種子，先用１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒５～６ ｍｉｎ后，再用去離子水洗滌種子３次，然后用不同濃度的鎘溶液浸種２ ｄ，取出浸泡過(guò)的種子，放入鋪有棉花和單層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，每個(gè)培養(yǎng)皿中放３０粒，每種花卉每個(gè)處理重復(fù)３次。然后放入２５ ℃的溫室中光照培養(yǎng)，每天用相應(yīng)濃度的鎘溶液補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，觀察并記錄發(fā)芽的種子數(shù)。當(dāng)種子開(kāi)始萌發(fā)后，每日觀察種子的萌發(fā)情況，并按以下公式計(jì)算發(fā)芽指標(biāo)［８］。

發(fā)芽勢(shì)＝前４ ｄ正常發(fā)芽的種子數(shù)／供試種子數(shù)×１００％；

發(fā)芽率＝前７ ｄ正常發(fā)芽的種子數(shù)／供試種子數(shù)×１００％；

發(fā)芽指數(shù)＝Σ（Ｇｔ／Ｄｔ）；

式中，Ｇｔ為ｔ時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Ｄｔ為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

另外，為了深入研究大牽?；▽?duì)重金屬鎘的耐受程度，加大了鎘溶液處理濃度，將ＣｄＣｌ２配成質(zhì)量濃度分別為１２８、２５６、５１２ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液，并且與前述的２、４、８、１６、３２、６４ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液和去離子水對(duì)照一起，探討比較大牽?；▽?duì)重金屬鎘的敏感程度，處理方法、觀察步驟、計(jì)算公式也同前。

２結(jié)果與分析

２．１鎘脅迫對(duì)3種花卉種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響

不同質(zhì)量濃度的鎘溶液對(duì)３種花卉種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響結(jié)果分別見(jiàn)圖１和圖２。由圖１和圖２可以看出，不同質(zhì)量濃度的鎘溶液對(duì)３種花卉種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響不同。低濃度鎘溶液處理對(duì)花卉種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率有促進(jìn)作用，其中當(dāng)鎘溶液濃度為８ ｍｇ／Ｌ時(shí)，茶花鳳仙和五彩香茉莉兩者的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率都達(dá)到最大值，分別為６４％、６８％和６８％、７６％，而隨著鎘溶液濃度的不斷增加，兩者的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率都在下降，表現(xiàn)為明顯的抑制作用。在低濃度鎘溶液（２～８ ｍｇ／Ｌ）脅迫下，大牽?；ǚN子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率大部分都較高（在８０％以上），差異并不明顯；在高濃度鎘溶液脅迫下，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率雖然有小幅度下降，但變化不明顯。因此為了得到較高的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，在沒(méi)有鎘污染或鎘污染較輕的地區(qū)應(yīng)選擇種植茶花鳳仙或五彩香茉莉，而在鎘污染較為嚴(yán)重的地區(qū)應(yīng)選擇種植大牽?；?。

２．２鎘脅迫對(duì)３種花卉種子發(fā)芽指數(shù)的影響

不同質(zhì)量濃度的鎘溶液對(duì)３種花卉種子發(fā)芽指數(shù)的影響結(jié)果見(jiàn)圖３，從圖３可見(jiàn)，在鎘脅迫下，不同花卉種子的發(fā)芽指數(shù)存在著顯著差異，其中茶花鳳仙和五彩香茉莉的發(fā)芽指數(shù)呈先升后降的趨勢(shì)，且數(shù)值較低；而大牽牛花的發(fā)芽指數(shù)隨鎘溶液濃度的變化波動(dòng)幅度較小，并且維持在相對(duì)較高的數(shù)值水平，在高濃度鎘溶液（１６ ｍｇ／Ｌ）處理下，大牽牛花的發(fā)芽指數(shù)高達(dá)１５．７，顯示出較高的耐鎘性。因此從發(fā)芽指數(shù)也可以看出，大牽?；ǖ哪玩k性優(yōu)于茶花鳳仙和五彩香茉莉。

２．３高濃度鎘脅迫對(duì)大牽牛花種子發(fā)芽率的影響

在鎘溶液濃度為２～６４ ｍｇ／Ｌ的處理?xiàng)l件下，大牽?；▽?duì)重金屬鎘不敏感，其發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率變化趨勢(shì)比較平緩（圖４）。為了深入研究大牽?；▽?duì)重金屬鎘的耐受程度，繼續(xù)加大了鎘溶液處理濃度，由６４ ｍｇ／Ｌ提高至１２８、２５６、５１２ ｍｇ／Ｌ，高濃度的鎘溶液處理濃度對(duì)大牽?；ǚN子發(fā)芽率的影響結(jié)果見(jiàn)圖５。從圖５可見(jiàn)，在鎘溶液濃度為５１２ ｍｇ／Ｌ時(shí)，大牽?；ǚN子的發(fā)芽率有較大幅度的下降，說(shuō)明大牽?；▽?duì)鎘的耐受性極強(qiáng)，這進(jìn)一步說(shuō)明在鎘污染較為嚴(yán)重的地區(qū)以選擇種植大牽?；楹?。

３小結(jié)與討論

植物的耐鎘性大小由植物的遺傳特性決定，其中與耐鎘性密切相關(guān)的是植物的發(fā)育階段和植物種類(lèi)（品種）［９］。發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)是評(píng)價(jià)種子發(fā)芽能力常用的指標(biāo)，反映了種子發(fā)芽速度和發(fā)芽整齊度的潛勢(shì)。試驗(yàn)研究表明，不同濃度的鎘溶液對(duì)大牽?；?、茶花鳳仙、五彩香茉莉３種花卉種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響不同，總體規(guī)律是：隨著鎘溶液濃度的增加，花卉種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率都呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，其中８ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液對(duì)茶花鳳仙和五彩香茉莉的萌發(fā)促進(jìn)作用最大，１６ ｍｇ／Ｌ的鎘溶液對(duì)大牽?；ǖ拿劝l(fā)促進(jìn)作用最大。Ｐａｔｒａ等［１０］把這種現(xiàn)象解釋為低濃度重金屬對(duì)植物有積極的“刺激作用”，但這種刺激受到濃度的限制。造成低促高抑現(xiàn)象的原因可能是低濃度的鎘溶液可提高胚的生理活性，促進(jìn)萌發(fā)；而高濃度的鎘溶液對(duì)胚、芽等產(chǎn)生了傷害作用，并且高濃度鎘溶液脅迫抑制了淀粉酶、蛋白酶的活性，即抑制了種子內(nèi)貯藏的淀粉與蛋白質(zhì)的分解，從而影響了種子萌發(fā)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)水平，致使種子萌發(fā)受到抑制［１１，１２］。楊居榮等［１３］研究表明，植物耐鎘性的強(qiáng)弱同鎘脅迫下植物體內(nèi)形成的重金屬結(jié)合蛋白有關(guān)。試驗(yàn)中３種花卉耐鎘性的差異是否由此引起，有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

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