王海希， 周浩民， 李柳燕， 邱琳香， 王彥杰， 徐迎春

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院， 江蘇 南京 210095)

水體重金屬污染是十分嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題之一，因其具有持久性、難降解性及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境毒性，在國(guó)內(nèi)外廣受關(guān)注[1]。 重金屬可通過(guò)魚(yú)類(lèi)和貝類(lèi)等食物鏈傳遞作用在人體內(nèi)累積，最終危害人類(lèi)身體健康[2-3]，骨痛病〔鎘(Cd)毒害〕和水俁病〔汞(Hg)毒害〕就是水體重金屬污染所致。 Cd 是毒性較大的重金屬之一，微量的Cd 在水體中就能產(chǎn)生毒性效應(yīng)[4]。

植物修復(fù)作為一種近年來(lái)新興的治理重金屬污染的方法，不僅具有能耗少、污染小和材料易獲得等優(yōu)點(diǎn)，還能提升景觀效果，實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)的最大效益[5]。 Cd 通過(guò)根系進(jìn)入植物組織，然后通過(guò)運(yùn)輸積累在根、葉柄、葉和籽實(shí)中[6]。 大型水生植物不僅能富集多種類(lèi)型重金屬和吸收降解某些有機(jī)污染物，還能抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)，促進(jìn)其他水生生物代謝，對(duì)污染物降解有積極作用[7]。 荷花(NelumbonuciferaGaertn.)隸屬于蓮科(Nelumbonaceae)蓮屬(NelumboAdans.)，為多年生宿根挺水花卉，在中國(guó)分布廣泛，形態(tài)優(yōu)美，用途多樣，在城市水景營(yíng)造中更是不可或缺。 宋力等[8]認(rèn)為，荷花對(duì)底泥中Cd 的去除效果優(yōu)于睡蓮(NymphaeatetragonaGeorgi)。 荷花既能夠富集水體中的Cd，又具有一定的耐受Cd 能力[9-10]。 Cd 脅迫下荷花會(huì)調(diào)動(dòng)體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)，提高組織內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)活性，說(shuō)明荷花具有抵抗Cd 污染的潛在能力[11]。

硒(Se)是動(dòng)植物生命活動(dòng)所必需的微量元素之一[12]，不僅能夠影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，調(diào)節(jié)光合作用和呼吸作用，抵御植物體內(nèi)的自由基傷害并提高植物的抗逆能力，還對(duì)Cd 等重金屬具有拮抗作用，在一定程度上能夠緩解重金屬對(duì)植物的毒害[13]。 已有研究結(jié)果表明：Se 能夠與Cd 產(chǎn)生拮抗效應(yīng)，降低植物體內(nèi)Cd 的毒性[14-18]。 例如，Se 能通過(guò)調(diào)節(jié)葉綠素?zé)晒?、滲透物積累和抗氧化系統(tǒng)減輕番茄(Solanum lycopersicumLinn.)體內(nèi)Cd 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)[16]，還能通過(guò)促進(jìn)抗氧化反應(yīng)減輕向日葵(Helianthus annuusLinn.)幼苗Cd 中毒的現(xiàn)象[17]。 周健等[18]認(rèn)為，Se 具有促進(jìn)小油菜(Brassicarapavar.oleiferaDC.)生長(zhǎng)，抑制Cd 在小油菜體內(nèi)的積累，以及增強(qiáng)小油菜生理特性等功能。 然而，對(duì)于Se 緩解Cd 毒害的研究主要集中在陸生植物，有關(guān)水生植物的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

本文研究了Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’(‘Weishanhuhonglian’)幼苗生長(zhǎng)和生理的影響，以期揭示Se 緩解荷花幼苗Cd 毒害的生理機(jī)制，并為城市水體景觀營(yíng)造及重金屬污水處理提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試荷花品種‘微山湖紅蓮’種子來(lái)自山東省濟(jì)寧市微山縣荷都水生花卉基地，于2017 年7 月對(duì)種子進(jìn)行催芽處理，待長(zhǎng)出細(xì)根和2 ～3 枚小荷葉后，選取生長(zhǎng)良好且長(zhǎng)勢(shì)基本一致的幼苗，移栽到內(nèi)徑40 cm、高35 cm 的無(wú)孔聚乙烯塑料盆中，每盆4 株，每盆裝15 kg 田園土，盆內(nèi)注入去離子水，水位高出土面8 cm。 上盆后放置在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生科樓樓頂?shù)乃芰洗笈飪?nèi)，自然光照。 每隔48 h 用去離子水補(bǔ)齊蒸發(fā)散失的水分，始終保持盆內(nèi)水位高度一致。

1.2 方法

1.2.1 處理方法 緩苗1 周后，于2017 年8 月開(kāi)始進(jìn)行Se 預(yù)處理，每隔7 d 添加1 次，每次添加濃度分別為0、3、6、12、24、48 μmol·L-1。 供試Se 源為亞硒酸鈉(Na2SeO3)(美國(guó)Sigma 公司)。 Se 預(yù)處理3 周后進(jìn)行 Cd 脅迫處理。 供試 Cd 源為硝酸鎘〔Cd(NO3)2)〕(美國(guó)Sigma 公司)，參考作者所在實(shí)驗(yàn)室前人的研究結(jié)果[11]及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置Cd 濃度為25 μmol·L-1。 采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每盆為1 個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)。

1.2.2 取樣方法 在Cd 脅迫處理期間，每天觀察荷花植株受害情況，包括植株生長(zhǎng)情況和葉片失綠情況等。 Cd 脅迫48 h 后葉片出現(xiàn)受害癥狀，然后進(jìn)行取樣。 先用去離子水洗凈植株表面的附著物，再用剪刀將葉片、葉柄和根分別剪碎，避開(kāi)葉脈和葉鼻等部位；用萬(wàn)分之一天平分別稱(chēng)取不同處理每個(gè)植株的葉片、葉柄和根樣品各6 份，每份0.2 g，裝入錫箔紙中并做好標(biāo)記，其中3 份樣品以鮮樣的形式經(jīng)液氮冷凍后放置在-80 ℃超低溫冰箱中保存，用于生理指標(biāo)測(cè)定；另外3 份樣品于105 ℃殺青30 min，在80 ℃烘干至恒質(zhì)量后稱(chēng)量干質(zhì)量，粉碎后用于Se 和Cd 含量測(cè)定。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定方法 采用比色法[19]54-55測(cè)定葉片中葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素的含量，并計(jì)算總?cè)~綠素含量(葉綠素a含量和葉綠素b含量之和)和葉綠素a/b值(葉綠素a含量與葉綠素b含量的比值)。 測(cè)定葉片、葉柄和根鮮樣中丙二醛(MDA)含量、SOD 和POD 的活性以及谷胱甘肽(GSH)含量。其中，MDA 含量采用硫代巴比妥酸比色法[20]測(cè)定；SOD 活性采用氮藍(lán)四唑法[19]182-183測(cè)定；POD 活性采用愈創(chuàng)木酚法[19]184-185測(cè)定；GSH 含量采用DTNB 直接顯色法[19]191-192測(cè)定。 采用ICP 發(fā)射光譜法[19]44-47測(cè)定葉片、葉柄和根干樣中Cd 和Se 的含量。 以上指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3 次，結(jié)果取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析

采用EXCEL 2010 和SPSS 21.0 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，采用Duncan's 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花幼苗生長(zhǎng)的影響

CK(0 μmol·L-1Se-0 μmol·L-1Cd)組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗生長(zhǎng)狀態(tài)較好，葉片翠綠。Se0-Cd25(0 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組的幼苗受Cd 毒害最嚴(yán)重，葉片黃化，葉片表面出現(xiàn)灰黑色的圓形斑塊。 隨著Se 濃度的提高，葉片黃化現(xiàn)象有所緩解，但添加高濃度Se 的處理組(Se48-Cd25，48 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)幼苗生長(zhǎng)較弱，部分葉片出現(xiàn)枯萎。

2.2 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花幼苗葉片中光合色素的影響

Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中光合色素的影響見(jiàn)表1。 由表1 可以看出：添加25 μmol·L-1Cd 后，荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中光合色素的合成總體上受到顯著(P＜0.05)抑制。 與CK(0 μmol·L-1Se-0 μmol·L-1Cd)組相比，Se0-Cd25(0 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組葉片中葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量以及葉綠素a/b值均顯著降低，與肉眼觀察的葉片受毒害情況一致。 6 個(gè)處理組中，隨著Se濃度的提高，葉片中葉綠素a含量和葉綠素a/b值呈先升高后降低的趨勢(shì)，葉綠素b、總?cè)~綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量呈先波動(dòng)升高后降低的趨勢(shì)。 Se24-Cd25(24 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組葉片中葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量以及葉綠素a/b值在所有處理組中最高，分別較Se0-Cd25處理組升高255.09%、51.53%、153.89%、47.00%和138.61%。 說(shuō)明適宜濃度的Se 預(yù)處理能有效提高Cd 脅迫下葉片中光合色素含量和葉綠素a/b值，但Se 濃度進(jìn)一步提高，葉片中光合色素含量和葉綠素a/b值均有所降低。

表1 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中光合色素的影響(±SE)1)Table 1 Effect of Se pretreatment on photosynthetic pigment in blade of seedlings of cultivar ‘Weishanhuhonglian’ of Nelumbo nucifera Gaertn.under Cd stress (±SE)1)

表1 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中光合色素的影響(±SE)1)Table 1 Effect of Se pretreatment on photosynthetic pigment in blade of seedlings of cultivar ‘Weishanhuhonglian’ of Nelumbo nucifera Gaertn.under Cd stress (±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示差異顯著(P＜0.05)Different lowercases in the same column indicate the significant (P＜0.05) difference.

濃度/(μmol·L-1)Concentration Se Cd光合色素含量/(mg·L-1) Photosynthetic pigment content葉綠素a Chlorophyll a葉綠素b Chlorophyll b總?cè)~綠素Total chlorophyll類(lèi)胡蘿卜素Carotenoid葉綠素a/b 值Chlorophyll a/b value 0 0 10.53±0.33a 5.74±0.53a 16.27±0.49a 1.11±0.08a 1.85±0.19a 0 25 2.65±0.53c 2.62±0.50d 5.27±1.00e 0.66±0.21cd 1.01±0.09b 3 25 5.49±1.08b 2.87±0.38cd 8.36±1.45d 0.75±0.09cd 1.90±0.14a 6 25 5.85±0.94b 2.92±0.31cd 8.77±1.25cd 0.85±0.09bc 2.00±0.11a 12 25 5.85±1.03b 2.75±0.20cd 8.59±0.99cd 0.78±0.01cd 2.14±0.44a 24 25 9.41±0.77a 3.97±0.79b 13.38±2.04b 0.97±0.08ab 2.41±0.52a 48 25 7.17±0.34b 3.63±0.35bc 10.79±0.35c 0.62±0.04d 2.00±0.26a

2.3 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花幼苗不同部位中MDA 含量、抗氧化酶活性和GSH 含量的影響

Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中MDA 含量、SOD 和POD 活性以及GSH 含量的影響見(jiàn)表2。

表2 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)活性以及谷胱甘肽(GSH)含量的影響(±SE)1)Table 2 Effect of Se pretreatment on malondialdehyde (MDA) content, activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD), and glutathione (GSH) content in different parts of seedlings of cultivar ‘Weishanhuhonglian’ of Nelumbo nucifera Gaertn. under Cd stress(±SE)1)

表2 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)活性以及谷胱甘肽(GSH)含量的影響(±SE)1)Table 2 Effect of Se pretreatment on malondialdehyde (MDA) content, activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD), and glutathione (GSH) content in different parts of seedlings of cultivar ‘Weishanhuhonglian’ of Nelumbo nucifera Gaertn. under Cd stress(±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示不同處理組間差異顯著(P＜0.05)Different lowercases in the same column indicate the significant (P＜0.05) difference amongdiff erenttreatm entgroups ； 同行 中不同的 大寫(xiě)字母表示不同部位間差異顯著(P＜0.05)Differentcapitalsinthesamerowindicatethe significant(P＜0.05)differenceamongdifferentparts.

濃度/(μmol·L-1)Concentration不同部位中MDA 含量/(nmol·L-1)MDA content in different parts不同部位中SOD 活性/(U·g-1)SOD activity in different parts Se Cd 葉片Blade 葉柄Petiole 根Root 葉片Blade 葉柄Petiole 根Root 0 0 2.70±0.14bC 7.51±0.61cdB 15.33±0.60cA 310.97±3.86bA 291.43±7.37abB 149.31±2.57abC 0 25 3.49±0.65aC 11.72±1.19aB 25.31±4.81aA 297.66±0.78cA 268.31±3.21cA 132.81±28.70bcB 3 25 3.38±0.60abC 9.49±0.26bB 22.00±2.29abA 299.49±4.59cA 271.87±0.89cB 146.40±6.55abC 6 25 3.33±0.04abC 8.27±0.21cB 20.15±2.91bA 297.77±5.28cA 287.32±9.66abA 148.24±17.94abB 12 25 1.94±0.19cC 7.73±0.19cB 14.33±1.13cA 321.20±5.68aA 289.20±5.68abB 167.73±19.45aC 24 25 0.99±0.10dC 6.49±0.14dB 9.85±0.37dA 311.98±6.31abA 297.20±9.26aA 120.49±10.91bcB 48 25 1.33±0.47cdB 8.51±0.93bcA 8.21±0.80dA 304.96±7.70bcA 279.17±8.12bcB 109.33±17.04cC濃度/(μmol·L-1)Concentration不同部位中POD 活性/(U·g-1·min-1)POD activity in different parts不同部位中GSH 含量/(pmol·g-1)GSH content in different parts Se Cd 葉片Blade 葉柄Petiole 根Root 葉片Blade 葉柄Petiole 根Root 0 0 7 221.88±441.36bA 2 450.00±198.95aB 634.38±69.10aC 75.19±22.82aA 11.14±0.59aB 4.41±1.16aB 0 25 4 561.88±169.62dA 1 627.75±14.21dB 323.96±12.63cC 50.85±1.53bcA 6.07±1.99bB 1.93±0.78cC 3 25 5 031.25±178.55dA 1 737.50±46.25cdB 378.13±14.32cC 54.48±4.74bcA 7.66±1.56bB 2.00±0.02cB 6 25 5 881.25±533.33cA 1 672.92±19.09cdB 475.00±32.92bC 59.50±15.12abA 10.59±1.26aB 3.40±0.39abcB 12 25 7 856.25±235.50aA 1 816.67±10.97cB 644.79±17.77aC 78.22±4.15aA 12.55±0.93aB 3.90±1.35abC 24 25 7 675.00±75.20abA 1 996.88±40.86bB 440.83±29.91bC 65.73±1.91abA 12.62±1.67aB 2.56±0.87bcC 48 25 7 392.71±252.77abA 2 012.50±70.99bB 255.33±25.01dC 37.56±1.69cA 11.84±2.74aB 2.67±0.58bcC

2.3.1 對(duì)MDA 含量的影響 由表2 可以看出：Se0-Cd25(0 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片、葉柄和根中MDA含量均顯著(P＜0.05)高于CK(0 μmol·L-1Se-0 μmol·L-1Cd) 組，分別較CK 組升高29.26%、56.06%和65.10%。 6 個(gè)處理組中，隨著Se 濃度的提高，葉片和葉柄中MDA 含量呈先降低再略有升高的趨勢(shì)，根中MDA 含量則呈持續(xù)降低的趨勢(shì)。 從不同部位看，除Se48-Cd25(48 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組外，其他5 個(gè)處理組和CK 組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗根中MDA 含量最高，葉柄中MDA 含量次之，葉片中MDA 含量最低，且3 個(gè)部位間MDA含量存在顯著差異；Se48-Cd25處理組葉柄和根中MDA 含量顯著高于葉片中MDA 含量，但葉柄和根間MDA 含量差異不顯著。

2.3.2 對(duì)SOD 活性的影響 由表2 還可以看出：總體上看，除Se12-Cd25(12 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)和Se24-Cd25(24 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組外，其他4 個(gè)處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片、葉柄和根中SOD 活性均低于CK 組；6 個(gè)處理組中，隨著Se 濃度的提高，葉片、葉柄和根中SOD 活性基本呈先升高后降低的趨勢(shì)，且Se12-Cd25處理組不同部位中SOD 活性較高。 從不同部位看，6 個(gè)處理組和CK 組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中SOD 活性最高，葉柄中SOD 活性次之，根中SOD活性最低，且葉片和葉柄中SOD 活性顯著高于根中SOD 活性。

2.3.3 對(duì)POD 活性的影響 由表2 還可以看出：Se0-Cd25處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片、葉柄和根中POD 活性均顯著低于CK 組。 6 個(gè)處理組中，隨著Se 濃度的提高，葉片和根中POD 活性呈先升高后降低的趨勢(shì)，且在Se12-Cd25處理組中最高；葉柄中POD 活性基本呈逐漸升高的趨勢(shì)。 從不同部位看，6 個(gè)處理組和CK 組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中POD 活性最高，葉柄中POD 活性次之，根中POD 活性最低，且3 個(gè)部位間POD 活性存在顯著差異。

2.3.4 對(duì)GSH 含量的影響 由表2 還可以看出：Se0-Cd25處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片、葉柄和根中GSH 含量均顯著低于CK 組。 6 個(gè)處理組中，隨著Se 濃度的提高，葉片、葉柄和根中GSH 含量基本呈先升高后降低的趨勢(shì)，且Se12-Cd25處理組不同部位中GSH 含量較高。 從不同部位看，6 個(gè)處理組和CK 組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中GSH 含量最高，葉柄中GSH 含量次之，根中GSH 含量最低，且葉片中GSH 含量顯著高于葉柄和根中GSH 含量。

表3 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中Se 和Cd 含量的影響(±SE)1)Table 3 Effect of Se pretreatment on contents of Se and Cd in different parts of seedlings of cultivar ‘Weishanhuhonglian’ of Nelumbo nucifera Gaertn. under Cd stress (±SE)1)

表3 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中Se 和Cd 含量的影響(±SE)1)Table 3 Effect of Se pretreatment on contents of Se and Cd in different parts of seedlings of cultivar ‘Weishanhuhonglian’ of Nelumbo nucifera Gaertn. under Cd stress (±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示不同處理組間差異顯著(P＜0.05)Different lowercases in the same column indicate the significant (P＜0.05) difference amongdiff erenttreatm entgroups ；同行 中不同的 大寫(xiě) 字母 表示不同部位間差異 顯著(P＜ 0.05) Di ffer entc apita lsin th esamerowindicatethe significant(P＜0.05)differenceamongdifferentparts.—：表示含量極低，可忽略Indicatingcontentissolow，andcanbeignored.

濃度/(μmol·L-1)Concentration不同部位中Se 含量Se content in different parts不同部位中Cd 含量Cd content in different parts Se Cd 葉片Blade 葉柄Petiole 根Root 葉片Blade 葉柄Petiole 根Root 0 0 — — — 0.33±0.01fA 0.35±0.02fA —0 25 — — — 1 061.34±17.10aA 550.22±2.64aB 450.50±100.79aC 3 25 6.26±0.07eA 3.33±1.00dB 4.04±0.10eB 447.47±24.29bA 445.14±7.25bA 359.01±5.65bB 6 25 10.94±0.54dA 7.74±0.47dB 10.18±0.47dA 373.92±18.46cA 337.20±13.91cAB 327.23±4.30cB 12 25 20.85±0.58cA 13.63±0.74cB 19.91±0.74cA 232.55±20.83dA 81.38±2.40eB 78.80±12.77eB 24 25 32.08±0.02bA 24.06±1.16bB 25.80±1.16bB 57.39±10.48eB 89.97±8.80eA 87.76±3.76eA 48 25 68.71±0.91aA 55.94±2.69aB 56.21±2.69aB 242.48±15.42dA 215.28±19.59dB 126.66±50.67dC

2.4 Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花幼苗不同部位中Se 和Cd 含量的影響

Se 預(yù)處理對(duì)Cd 脅迫下荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中Se 和Cd 含量的影響見(jiàn)表3。

2.4.1 對(duì)Se 含量的影響 由表3 可以看出：隨著Se濃度的提高，荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中Se 含量均呈逐漸升高的趨勢(shì)。 從不同部位看，各處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中Se 含量最高，根中Se 含量次之，葉柄中Se 含量最低。

2.4.2 對(duì)Cd 含量的影響 由表3 還可以看出：6 個(gè)處理組中，隨著Se 濃度的提高，荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片、葉柄和根中Cd 含量均呈先降低后升高的趨勢(shì)，其中，Se24-Cd25(24 μmol·L-1Se-25μmol·L-1Cd)處理組葉片中Se 含量最低，Se12-Cd25(12 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)和Se24-Cd25處理組葉柄和根中Cd 含量較低，且均較Se0-Cd25(0 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組顯著(P＜0.05)降低。 從不同部位看，6 個(gè)處理組中Se24-Cd25處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉柄和根中Cd含量較高，葉片中Cd 含量較低；其他處理組均為葉片中Cd 含量最高，葉柄中Cd 含量次之，根中Cd 含量最低。

3 討 論

本研究中，未進(jìn)行Se 預(yù)處理的荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗在Cd 脅迫后葉片失綠并出現(xiàn)焦枯黃化以及灰黑色圓形斑塊，這與袁滿等[11]的研究結(jié)果相似，而經(jīng)過(guò)Se 預(yù)處理的幼苗生長(zhǎng)狀態(tài)較好，葉片焦枯黃化狀態(tài)有所緩解。 在一定范圍內(nèi)，隨著Se 濃度的提高，緩解效果越明顯，但添加高濃度Se 的處理組(Se48-Cd25，48 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)又對(duì)荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗有所傷害。 植株葉片顏色是葉綠素含量的表觀指標(biāo)，在小白菜(Brassica campestrisssp.chinensisLinn.)[21]和胡蘿卜(Daucus carotavar.sativaHoffm.)[22]等植物中發(fā)現(xiàn)Se 能夠提高其光合色素含量。 本研究結(jié)果顯示：Se24-Cd25(24μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片中光合色素含量最高，可以維持正常的光合作用和能量代謝，說(shuō)明Se 能增強(qiáng)植株對(duì)Cd 的耐性，減緩光合色素的降解[15]。 而Se48-Cd25處理組葉片中光合色素含量降低，推測(cè)在重金屬Cd毒害及高濃度Se 作用下，對(duì)幼苗造成毒害作用，二者共同抑制光合色素合成，導(dǎo)致其含量下降。 李登超等[23]對(duì)菠菜(SpinaciaoleraceaLinn.)和小白菜的研究結(jié)果也表明：低濃度Se 促進(jìn)菠菜和小白菜的生長(zhǎng)，而高濃度Se 抑制二者的生長(zhǎng)，與荷花均存在“低促高抑”的現(xiàn)象。

植物受到重金屬脅迫后，體內(nèi)會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的活性氧，破壞細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)，植株體內(nèi)活性氧代謝平衡遭到破壞，面對(duì)這一情況，植物體內(nèi)抗氧化活性系統(tǒng)積極調(diào)節(jié)代謝，提高SOD 和POD 活性[24]，并進(jìn)一步提高GSH 含量，使GSH 通過(guò)螯合或絡(luò)合方式與金屬離子相結(jié)合，形成穩(wěn)定的化合物，降低游離態(tài)金屬離子在細(xì)胞內(nèi)的濃度并清除重金屬脅迫誘導(dǎo)的自由基，保護(hù)細(xì)胞免遭傷害[25]。 本研究中，Se0-Cd25(0 μmol·L-1Se-25 μmol·L-1Cd)處理組荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中MDA 含量較CK(0 μmol·L-1Se-0 μmol·L-1Cd)組顯著(P＜0.05)升高，SOD 和POD 活性以及GSH 含量總體上較CK組顯著降低，說(shuō)明Cd 脅迫下幼苗受到了嚴(yán)重脅迫，植株體內(nèi)活性氧的代謝平衡被打破，細(xì)胞受到傷害。總體上看，隨著Se 濃度的提高，荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中MDA 含量呈先降低后升高的趨勢(shì)，SOD 和POD 活性以及GSH 含量呈先升高后降低的趨勢(shì)。 荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗葉片和葉柄中MDA 含量在Se24-Cd25處理組最低，在Se48-Cd25處理組略有回升，說(shuō)明添加適宜濃度的Se 能有效緩解Cd 脅迫對(duì)幼苗造成的毒害作用，而Se 濃度過(guò)高則不利于幼苗生長(zhǎng)；葉片和根中SOD 和POD 活性以及GSH 含 量 在 Se12- Cd25(12 μmol · L-1Se - 25 μmol·L-1Cd)處理組最高，葉柄中SOD 和POD 活性以及GSH 含量在Se24-Cd25處理組較高，說(shuō)明SOD 和POD 能協(xié)調(diào)配合清除荷花幼苗體內(nèi)的活性氧，使自由基維持動(dòng)態(tài)平衡，且GSH 與Cd 螯合，將植物體內(nèi)的游離態(tài)的Cd 轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的化合物，最終有效減輕Cd 脅迫，而Se 濃度過(guò)高時(shí)，Se 和Cd 協(xié)同發(fā)生毒害作用，對(duì)幼苗造成危害。

隨著Se 濃度的提高，荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗不同部位中Cd 含量呈先降低后升高的趨勢(shì)，Se12-Cd25和Se24-Cd25處理組對(duì)不同部位中Cd 含量的抑制效果最為明顯，推測(cè)Se 能與Cd 形成化合物，使植物體內(nèi)游離態(tài)Cd 的濃度下降，減少各部位對(duì)Cd 的吸收和累積；而Se48-Cd25處理組中Se 濃度過(guò)高，各部位中Cd 含量回升，說(shuō)明低濃度Se 能有效緩解荷花幼苗的Cd 毒害，而高濃度Se 則加重幼苗的Cd 毒害。張海英等[26]對(duì)草莓(Fragaria×ananassaDuch.)研究發(fā)現(xiàn)，外源施加Se 可有效控制Cd 的積累。 陳彪等[27]認(rèn)為，外源Se 能夠緩解烤煙(Nicotiana tabacumLinn.)受干旱脅迫的傷害，提高葉片中光合色素含量、抗氧化酶活性和GSH 含量，降低MDA 的積累。但楊英豪[28]認(rèn)為，水生植物睡蓮根中的Cd 含量最高。 本研究中，荷花品種‘微山湖紅蓮’葉片中Cd 含量基本高于葉柄和根，且隨著Se 濃度的提高，葉片中Cd 含量的下降速率最快，推測(cè)這可能與植物種類(lèi)以及同一植物不同部位對(duì)Cd 的吸收、累積和轉(zhuǎn)運(yùn)存在差異有關(guān)[6]。

綜上所述，添加適宜濃度Se(12 ～24 μmol·L-1)可對(duì)Cd 產(chǎn)生拮抗，并通過(guò)提高荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗中抗氧化酶活性和GSH 含量來(lái)降低植株體內(nèi)Cd 含量，進(jìn)而減弱膜脂過(guò)氧化作用及光合色素含量的降解，從而緩解Cd 脅迫對(duì)其幼苗生長(zhǎng)的毒害作用，提高荷花品種‘微山湖紅蓮’幼苗的Cd 耐性。