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(江蘇師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，　江蘇 徐州 221116)

抗生素具有抵抗微生物活性的性質(zhì)，常用于治療人畜疾病以及作為動物飼料的添加劑[1-2]。四環(huán)素類抗生素價格低廉、抗菌廣泛，在畜牧業(yè)中應(yīng)用廣泛[3]，但由于長期的不合理使用導(dǎo)致其出現(xiàn)殘留問題[4]。氯霉素主要用于畜禽疾病，但若在食用動物體內(nèi)殘留會有較強(qiáng)的副作用[5]。紅霉素是一類廣譜的抗生素，在臨床上大量使用，造成了病原菌耐藥性等一系列問題[6]。

研究發(fā)現(xiàn)，抗生素已成為環(huán)境中一種新型的污染物[7]，其殘留對植物生長具有顯著的毒性效應(yīng)[8]。有研究者利用種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)和早期幼苗生長發(fā)育實(shí)驗(yàn)來研究抗生素污染脅迫下植物種子發(fā)芽、生長等指標(biāo)以綜合評價該污染物的毒性[9-10]，其中根系是較為敏感的生態(tài)毒性指標(biāo)[11]。

已有研究表明，經(jīng)抗生素處理后白菜種子發(fā)芽勢和壯苗率都有提高，而油菜種子反而表現(xiàn)出一定程度的下降[10,12]?？梢姡股匾蚍N子基因型的不同而表現(xiàn)出不同的影響。

本研究以葫蘆科的黃瓜、西葫蘆、冬瓜種子為試驗(yàn)對象，研究不同濃度抗生素對其萌發(fā)及根伸長的影響，探究其變化規(guī)律，為今后相關(guān)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1　實(shí)驗(yàn)材料

鹽酸金霉素(純度>95%，Cas：64-72-2)，氯霉素(純度>99%，Cas：56-75-7)。紅霉素(純度>98%，Cas：114-07-8)。

1.2　實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用保濕培養(yǎng)法。

確定種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)是胚根從種孔中突破種皮，向下生長形成主根。

首先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)縮小抗生素濃度梯度，測得的發(fā)芽率以達(dá)10%～60%為宜。

1.3　材料處理

1) 取培養(yǎng)皿，向每個平板中各加入2張濾紙平鋪，包裝完畢后在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌(121 ℃、15 min)。

2) 配置溶液濃度梯度：取抗生素粉末將其配置成濃度分別為0，100，200，300，500 mg/L(預(yù)實(shí)驗(yàn)濃度)；10，30，50，70，100 mg/L(正式實(shí)驗(yàn)濃度)的抗生素濃度梯度溶液。

3) 種子處理：選擇顆粒飽滿、大小相同的黃瓜、西葫蘆、冬瓜種子，用5%的雙氧水對種子進(jìn)行消毒(取30%的雙氧水配置)，以5%的雙氧水浸沒種子30 min，然后用無菌水沖洗3遍。

4) 放置種子：各取3 mL的抗生素梯度濃度溶液潤濕濾紙，在每個培養(yǎng)皿中分別放置10顆西葫蘆、冬瓜種子或者15顆黃瓜種子，等距放置，放置時于無菌工作臺操作，在(25 ℃)恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天觀察記錄并保持濾紙的濕潤。

同樣，用相應(yīng)濃度梯度的抗生素溶液潤濕無菌種子袋，每隔1個凹槽放置1顆種子，于25 ℃恒溫箱中直立培養(yǎng)。每天定時觀察記錄并保持種子袋的濕潤。

5) 設(shè)置對照：分別用蒸餾水潤濕濾紙和種子袋作為對照組。

1.4　正式實(shí)驗(yàn)

以蒸餾水為對照，將金霉素、氯霉素、紅霉素濃度分別設(shè)置為10，30，50，70，100 mg/L。在恒溫箱中25 ℃遮光培養(yǎng)，每天觀察記錄并保持濾紙濕潤。培養(yǎng)7 d后，記錄種子發(fā)芽率。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

種子袋的相關(guān)處理同上，以蒸餾水作為對照，用等量的抗生素梯度濃度溶液潤濕無菌種子袋，在種子袋的凹槽中間隔加入消毒過的種子，在恒溫箱中25 ℃直立遮光培養(yǎng)。每天觀察記錄并保持種子袋濕潤，培養(yǎng)7 d后記錄每種濃度梯度的根長。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.5　數(shù)據(jù)處理

將每次測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中，求其發(fā)芽率、根長等多次測得的數(shù)據(jù)的平均值、繪制圖表。

1.6　分析方法

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

抑制率(%)=(相應(yīng)濃度下根長-對照組根長)/對照組根長×100%。

2　結(jié)果與分析

2.1　抗生素對3種種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

由圖1所示，金霉素在濃度為30 mg/L時對黃瓜種子的發(fā)芽有一定的促進(jìn)作用，在50 mg/L以上時表現(xiàn)為抑制作用，但效果不甚顯著；氯霉素在30 mg/L時對黃瓜種子表現(xiàn)為抑制，在50，70 mg/L時表現(xiàn)為促進(jìn)，故其不同濃度對黃瓜發(fā)芽無一定規(guī)律性；紅霉素在10 mg/L較低濃度時可促進(jìn)黃瓜發(fā)芽，濃度升高時其影響作用不顯著，表現(xiàn)為既不促進(jìn)也不抑制。

由圖3所示，金霉素對冬瓜種子發(fā)芽的影響表現(xiàn)為抑制，效果較為顯著，隨著濃度的升高抑制作用加強(qiáng)，當(dāng)濃度達(dá)70 mg/L時，冬瓜種子不發(fā)芽；氯霉素在濃度為10 mg/L、30 mg/L時影響效果較小，既不促進(jìn)也不抑制，當(dāng)濃度達(dá)50 mg/L時，抑制作用顯著，100 mg/L時冬瓜種子不再發(fā)芽；紅霉素在濃度為30 mg/L時，表現(xiàn)出抑制作用，且隨濃度升高抑制作用加強(qiáng)，當(dāng)濃度達(dá)70 mg/L時，冬瓜種子不發(fā)芽。本試驗(yàn)冬瓜種子的蒸餾水對照組發(fā)芽率較低，原因是冬瓜種子種皮較厚且具有休眠性[13-15]，通常用溫水浸泡以提高其發(fā)芽率，但本試驗(yàn)為了與黃瓜、西葫蘆種子進(jìn)行對照，并未對冬瓜進(jìn)行預(yù)處理。

圖1　抗生素對黃瓜種子發(fā)芽率的影響

圖2　抗生素對西葫蘆種子發(fā)芽率的影響

圖3　抗生素對冬瓜種子發(fā)芽率的影響

由圖4所示，冬瓜種子發(fā)芽率對于金霉素的濃度變化最為敏感，且隨濃度升高抑制作用加強(qiáng)，當(dāng)濃度達(dá)70 mg/L時，冬瓜種子不再發(fā)芽；金霉素對西葫蘆表現(xiàn)為抑制作用，隨濃度的升高抑制作用加強(qiáng)；金霉素對黃瓜的影響不甚明顯，既不表現(xiàn)為促進(jìn)也不表現(xiàn)為抑制。

由圖5所示，冬瓜種子發(fā)芽率對氯霉素的濃度變化較為敏感，隨其濃度升高抑制作用加強(qiáng)，當(dāng)濃度達(dá)100 mg/L時，冬瓜種子不發(fā)芽；氯霉素對西葫蘆的影響整體表現(xiàn)為抑制，但作用不顯著；黃瓜對于氯霉素的濃度變化最不敏感，既不表現(xiàn)為促進(jìn)也不表現(xiàn)為抑制。

圖4　3種種子對金霉素濃度變化的敏感程度

圖5　3種種子對氯霉素濃度變化的敏感程度

由圖6所示，冬瓜種子發(fā)芽率對紅霉素的濃度變化較為敏感，隨其濃度升高抑制作用加強(qiáng)，當(dāng)濃度達(dá)70 mg/L時，冬瓜種子不發(fā)芽；紅霉素對西葫蘆的影響整體表現(xiàn)為抑制，但作用不顯著；黃瓜對于紅霉素的濃度變化最不敏感，既不表現(xiàn)為促進(jìn)也不表現(xiàn)為抑制。

2.2　抗生素對3種種子根伸長的影響

由圖7所示，氯霉素的濃度變化對黃瓜種子根伸長的抑制作用最明顯，較低濃度(10 mg/L)即表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用；金霉素的濃度變化對黃瓜種子根伸長的抑制作用其次，且抑制作用隨濃度的升高而加強(qiáng)；紅霉素對于黃瓜種子根伸長的抑制隨濃度的升高而作用加強(qiáng)，在50～100 mg/L濃度時變化幅度較大。

圖6　3種種子對紅霉素濃度變化的敏感程度

圖7　抗生素對黃瓜種子根長的抑制率

圖8　抗生素對西葫蘆種子根長的抑制率

由圖8所示，在10 mg/L濃度時氯霉素和紅霉素的抑制效果較金霉素顯著，當(dāng)濃度>10 mg/L時，3種抗生素對西葫蘆根伸長的影響效果相同，且隨抗生素濃度升高抑制作用加強(qiáng)。

由圖9所示，3種抗生素在低濃度(10 mg/L)時可促進(jìn)冬瓜種子根伸長，當(dāng)濃度達(dá)30 mg/L時，金霉素和紅霉素促進(jìn)冬瓜根伸長；當(dāng)3種抗生素濃度>50 mg/L時抑制冬瓜根伸長，且隨濃度升高抑制作用加強(qiáng)。冬瓜種子在紅霉素濃度>50 mg/L時不再發(fā)芽，在金霉素和氯霉素濃度>70 mg/L時不再發(fā)芽。

圖9　抗生素對冬瓜種子根長的抑制率

3　討　論

魏瑞成等研究了金霉素濃度梯度對油菜的發(fā)芽率、發(fā)芽勢的影響，結(jié)果表明兩者無顯著差異，但株高和根長受到明顯抑制，根長較發(fā)芽率等其它指標(biāo)對金霉素生態(tài)毒性實(shí)驗(yàn)更為敏感[16]。張樹清等研究表明隨著金霉素濃度的增加，大白菜的主根長、單株鮮重先增加后降低[17]。均與本研究結(jié)論一致。本研究結(jié)果表明，抗生素的濃度變化對種子萌發(fā)的影響不甚顯著，其相關(guān)性較小，這可能與種皮的保護(hù)作用有關(guān)，種皮阻礙胚芽與外界環(huán)境直接作用，使胚芽不能直接受到污染物的侵害[18]。但不同種子的萌發(fā)率對抗生素的濃度變化有不同的表現(xiàn)，低濃度抗生素對冬瓜的萌發(fā)具有促進(jìn)作用、而高濃度時具有抑制作用，西葫蘆的萌發(fā)受到抗生素的輕微抑制，這與黃瓜萌發(fā)不受抗生素濃度的影響有一定的區(qū)別，這可能與種子自身的抗性機(jī)制有關(guān)，導(dǎo)致其對抗生素的代謝和降解能力各不相同[16]，黃瓜對于抗生素濃度變化的耐性較強(qiáng)。種子的根對于抗生素濃度變化較敏感。低濃度的抗生素促進(jìn)種子根伸長，高濃度抑制伸長，且隨其濃度升高抑制作用加強(qiáng)?？梢姡N子的根伸長較種子發(fā)芽對于抗生素濃度變化更為敏感，這可能是根一旦暴露就直接與抗生素接觸，故反應(yīng)敏感?？梢?，抗生素對種子萌發(fā)的拮抗作用與抗生素的種類、濃度以及待試樣本的基因型有關(guān)[19]。

參考文獻(xiàn)：

4.信息化設(shè)施建設(shè)滯后。信息化軟硬件設(shè)施是圖書管理信息化的基礎(chǔ)，也是投入較大的一部分。當(dāng)前，政府債務(wù)較重，機(jī)關(guān)事業(yè)單位財(cái)政預(yù)算偏緊，一定程度上影響了圖書管理信息化設(shè)施的建設(shè)與完善。有的機(jī)關(guān)事業(yè)單位圖書館（室）完全采用原始的紙質(zhì)記賬方式管理，甚至連一臺電腦都沒有。

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