趙澤文，楊政寧，萬(wàn) 琳，程 新

（江西省農(nóng)業(yè)微生物資源開(kāi)發(fā)與利用工程實(shí)驗(yàn)室/江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，南昌 330045）

銅是植物生長(zhǎng)的必需元素，但超量的銅元素會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)、呼吸、光合等生理過(guò)程產(chǎn)生明顯的抑制作用，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)與產(chǎn)量[1]，并嚴(yán)重威脅農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全[2-3]。近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，銅礦的過(guò)度開(kāi)采、工業(yè)“三廢”的排放以及含銅殺菌劑和化肥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的頻繁使用造成了土壤中銅元素的大量累積，銅污染已成為嚴(yán)重的土壤環(huán)境污染問(wèn)題之一[4]。

目前，對(duì)銅污染的生態(tài)恢復(fù)研究，主要通過(guò)物理與化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)及農(nóng)業(yè)生態(tài)技術(shù)進(jìn)行污染綜合治理和生態(tài)修復(fù)[5]，但是這些方法也面臨投資昂貴、所需設(shè)備復(fù)雜、時(shí)間長(zhǎng)久等問(wèn)題。已有大量研究表明，通過(guò)添加外源物質(zhì)檸檬酸[6]、硫硅配施[7]、水楊酸[8]、油菜素內(nèi)酯[9]等可以提高作物對(duì)銅污染的耐受性。這種方法投入成本低，對(duì)土壤環(huán)境干擾破壞小，因此在治理銅污染土壤方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

江西是銅礦大省，銅產(chǎn)量位居全國(guó)榜首[10]，但過(guò)度的開(kāi)采和廢物的排放也造成了嚴(yán)重的土壤環(huán)境污染[11]，大量研究表明在銅礦開(kāi)采區(qū)域，土壤、水體中的銅元素顯著超標(biāo)，給水稻等作物的安全生產(chǎn)造成了很大的影響。有研究表明，多糖具有一定的抗氧化能力和提高生物活性能力，同時(shí)其含有大量功能基團(tuán)可以吸附環(huán)境中的重金屬，在應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)重金屬污染方面具有廣闊的前景，但相關(guān)研究國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究以茶樹(shù)菇菌糠多糖為試驗(yàn)材料，研究其對(duì)銅離子脅迫下水稻種子萌發(fā)的影響，并通過(guò)形態(tài)學(xué)觀(guān)察、酶活測(cè)定等方法初步闡明茶樹(shù)菇菌糠多糖誘導(dǎo)水稻緩解銅離子毒害的作用機(jī)理，為外源天然物質(zhì)應(yīng)用于重金屬污染區(qū)域農(nóng)作物生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

五優(yōu)308水稻種子由湖南隆平種業(yè)有限公司提供，種子經(jīng)84消毒液（稀釋200倍）浸泡15 min，然后用蒸餾水沖洗4～6次至無(wú)消毒液氣味，備用。

茶樹(shù)菇菌糠由撫州市黎川縣江西利康綠色農(nóng)業(yè)有限公司提供，經(jīng)烘干、粉碎、過(guò)篩、熱水浸提、濃縮、乙醇浸提、凍干得到茶樹(shù)菇菌糠多糖[12]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 不同銅離子濃度溶液對(duì)水稻種子處理

消毒后的種子用蒸餾水浸泡1 d，挑選顆粒飽滿(mǎn)的種子鋪在含兩層濾紙的平皿上，每皿100粒，用不同濃度的銅離子溶液0（CK）、2、4、6、8、10 mg·L-1浸泡，設(shè)置3次重復(fù)。培養(yǎng)皿放置于28℃培養(yǎng)箱進(jìn)行黑暗處理，每2 d換1次培養(yǎng)液，培養(yǎng)至第8 d收集備用。

1.2.2 銅離子脅迫下茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)水稻種子處理

設(shè)茶樹(shù)菇菌糠多糖濃度分別為 0、1、10、100、1000、2000 mg·L-1。將浸泡消毒后的水稻種子分別放入不同濃度的茶樹(shù)菇菌糠多糖溶液中，于室溫下浸種24 h，鋪在含兩層濾紙的平皿上，每皿100粒，用6 mg·L-1的銅離子溶液浸泡，以無(wú)脅迫處理為對(duì)照組（CK），設(shè)置3次重復(fù)。培養(yǎng)皿放置于28℃培養(yǎng)箱進(jìn)行黑暗處理，每2 d換1次培養(yǎng)液，培養(yǎng)至第8 d收集備用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定

培養(yǎng)期間每日記錄水稻種子萌發(fā)數(shù)量，第3 d統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽勢(shì)，第8 d統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率并測(cè)定水稻幼苗的根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)、根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量。按照下列公式計(jì)算發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率：

發(fā)芽勢(shì)=3 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽率=8 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

1.3.2 生理指標(biāo)的測(cè)定

銅離子吸收量的測(cè)定[13]：取水稻根系浸入25 mmol·L-1EDTA-Na溶液中交換15 min，以解吸根系表面吸附的金屬離子，再用去離子水沖洗并用濾紙吸干水分，然后分別于105℃殺青2 h，75℃烘干至恒質(zhì)量，采用HNO3-HClO4（4∶1，V∶V）消化后用原子吸收光譜儀測(cè)定銅含量。

質(zhì)膜透性的測(cè)定[14]：分別剪取大小和部位相同的水稻幼芽和根，先用蒸餾水洗凈，再用去離子水沖洗，然后用濾紙吸干表面水分，將幼芽和根剪成長(zhǎng)度適宜的長(zhǎng)條，測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率。

質(zhì)膜完整性的測(cè)定[15]：質(zhì)膜完整性檢驗(yàn)采用Evans blue染色的方法。從銅離子脅迫后的培養(yǎng)皿里取長(zhǎng)度為2 cm左右的水稻幼苗根尖，每個(gè)濃度3～5根，放于4℃冷處理的0.5 mmol·L-1CaCl2（pH 4.5）溶液中浸泡5 min，然后用蒸餾水洗凈吸干，再將根浸泡于4 mL 0.025%伊文思藍(lán)溶液（伊文思藍(lán)溶于100μmol·L-1pH 5.6的CaCl2溶液）中30 min，取出后用蒸餾水沖洗，再在蒸餾水中浸泡15 min，最后在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察拍照，以測(cè)定原生質(zhì)膜的完整性。

可溶性蛋白和糖的測(cè)定[16]：稱(chēng)取0.5 g水稻幼芽置于研缽中，加入pH 5.6的檸檬酸緩沖液，磨成勻漿后倒入10 mL離心管中，用緩沖液定容至刻度，混勻后在20℃下放置15～20 min，期間每隔3 min振蕩一次。然后經(jīng)4 ℃、4000 r·min-1離心15 min，取上清液備用。采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白，采用硫酸-蒽酮法測(cè)定可溶性糖。

MDA含量的測(cè)定：采用硫代巴比妥酸（TBA）法[17]測(cè)定MDA含量。取幼芽0.5 g，與10 mL 10%的三氯乙酸和少量石英砂在冰浴中研磨成勻漿，4℃、4000 r·min-1離心10 min，上清液即為提取液，于4℃保存，用于MDA含量的測(cè)定。

抗氧化酶活性的測(cè)定[18]：稱(chēng)取幼芽0.5 g于預(yù)冷的研缽中，加入5 mL預(yù)冷的0.05 mol·L-1磷酸緩沖液（pH 7.8，2%聚乙烯吡咯烷酮PVP）及少量石英砂，冰浴研磨成漿，4 ℃下10 000 r·min-1離心15 min，上清液即為粗酶液，用緩沖液定容至10 mL。采用雙氧水法測(cè)定過(guò)氧化氫酶（CAT）活性，采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶（POD）活性，采用氮藍(lán)四唑（NBT）比色法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5、DPS 7.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)，對(duì)不同處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和Duncan多重比較。表中數(shù)值均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，圖、表中不同小寫(xiě)字母表示不同處理間在α=0.05水平上差異顯著，表示差異顯著性的字母按照從大到小的順序標(biāo)記，即最大平均數(shù)標(biāo)記為a。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度銅離子對(duì)水稻種子萌發(fā)及生理特性的影響

2.1.1 對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

由表1可知，銅處理對(duì)水稻種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和根長(zhǎng)均有顯著的抑制效果。隨著銅離子濃度的增加，抑制效果也增加，當(dāng)銅離子濃度為10 mg·L-1時(shí)，對(duì)水稻種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和根長(zhǎng)的抑制率分別達(dá)到了53.08%、33.79%、65.39%。

2.1.2 對(duì)水稻種子銅離子吸收量和質(zhì)膜透性的影響

從表2的結(jié)果可以看出，隨著銅離子濃度的不斷增加，根和芽的銅離子濃度都呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)銅離子濃度為6 mg·L-1時(shí)，根的吸收量最大；當(dāng)銅離子濃度為8 mg·L-1時(shí)，芽的吸收量最大。由于根和芽的銅離子吸收量增大，導(dǎo)致根和芽的質(zhì)膜透性受損，相對(duì)電導(dǎo)率增大（表2）。

2.1.3 對(duì)水稻種子MDA含量及抗氧化酶活性的影響

MDA是膜脂過(guò)氧化的最終分解產(chǎn)物，是植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度的體現(xiàn)，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度。由表3可知，銅離子添加會(huì)提高水稻幼芽中MDA含量，且隨著銅離子濃度的增加，MDA含量不斷上升。當(dāng)銅離子濃度為10 mg·L-1時(shí)，與對(duì)照相比，丙二醛含量提高了296.98%。

表1 不同濃度銅離子對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響Table 1 Effects of different concentrations of copper ion on seed germination of rice

表2 不同濃度銅離子對(duì)水稻種子銅離子吸收量和質(zhì)膜透性的影響Table 2 Effects of different concentrations of copper ion on copper ion uptake and plasma membrane permeability on seed germination of rice

表3 不同濃度銅離子對(duì)水稻MDA含量和抗氧化酶活性的影響Table 3 Effects of different concentrations of copper ion on rice MDA and the effects of antioxidant enzymes

抗氧化酶（CAT、POD、SOD）是細(xì)胞內(nèi)清除活性氧系統(tǒng)中的重要酶，能有效阻止氧離子（O2-）和過(guò)氧化氫（H2O2）在植物體內(nèi)的積累。從表3的結(jié)果可以看出，銅離子脅迫條件下，水稻中CAT、SOD、POD 3種抗氧化酶的活性均小于對(duì)照組，且除POD變化不大外，CAT和SOD的活性均隨銅離子濃度的增加而持續(xù)降低。當(dāng)銅離子濃度為10 mg·L-1時(shí)，與對(duì)照相比，CAT活性下降了49.50%，SOD活性下降了28.49%，POD活性下降了38.24%。

2.2 銅離子脅迫下茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)水稻種子萌發(fā)及生理特性的影響

2.2.1 對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用。由表4可知，隨著茶樹(shù)菇菌糠多糖濃度的增加，種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均先增加后降低，其中1000 mg·L-1茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率促進(jìn)作用最為顯著，與銅離子脅迫下不添加茶樹(shù)菇菌糠多糖相比，分別提高了51.76%和10.01%，接近CK組的生長(zhǎng)指標(biāo)。

表4 不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻種子萌發(fā)的影響Table 4 Effects of different concentrations of agrocybe cylindracea spent mushroomsubstrate polysaccharide on rice seed germination under copper ion stress

2.2.2 對(duì)水稻種子根和芽生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由圖1和圖2可知，茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻幼芽生長(zhǎng)促進(jìn)效果不顯著，但對(duì)根系生長(zhǎng)的促進(jìn)效果顯著。隨著茶樹(shù)菇菌糠多糖濃度的增加，其對(duì)水稻幼根生長(zhǎng)促進(jìn)效果也逐漸增強(qiáng)，與不添加茶樹(shù)菇菌糠多糖相比，分別提高了15.02%、40.77%、34.33%、96.14%、54.94%，但與CK相比存在一定的差距。

2.2.3 對(duì)水稻種子銅離子吸收量及質(zhì)膜透性的影響

由圖3可知，隨著茶樹(shù)菇菌糠多糖濃度的增加，水稻幼苗根部和幼芽的銅離子含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中當(dāng)多糖濃度為100 mg·L-1時(shí)，根部和幼芽銅離子的含量最高。不同濃度的茶樹(shù)菇菌糠多糖均可以顯著降低根和芽的相對(duì)電導(dǎo)率，降低銅離子對(duì)植物細(xì)胞膜的損傷。

2.2.4 對(duì)水稻種子根尖質(zhì)膜完整性的影響

伊文思藍(lán)染色法可以很好地觀(guān)察植物細(xì)胞的質(zhì)膜損傷情況。由圖4可知，通過(guò)伊文思藍(lán)染色法對(duì)銅離子脅迫下添加茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)水稻種子根尖進(jìn)行染色分析發(fā)現(xiàn)，銅離子添加會(huì)顯著增加細(xì)胞的染色深入，而隨著菌糠多糖的添加，其染色強(qiáng)度會(huì)逐步下降，說(shuō)明添加不同濃度的茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)水稻種子根尖質(zhì)膜有一定的保護(hù)作用。

2.2.5 對(duì)水稻種子可溶性糖和蛋白的影響

由圖5可以看出，銅離子脅迫且添加茶樹(shù)菇菌糠多糖下水稻種子可溶性糖與可溶性蛋白呈現(xiàn)大致相同的變化趨勢(shì)。與CK相比，銅離子脅迫條件下可溶性糖與可溶性蛋白均有提高，提高量分別為47.36%和25.81%。在添加不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖的條件下，可溶性糖與可溶性蛋白都有一定程度的下降，其中10 mg·L-1時(shí)效果最佳，與未添加多糖處理相比，可溶性糖與可溶性蛋白分別下降了40.95%和33.84%。

圖1 不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)、根鮮重和芽鮮質(zhì)量的影響Figure 1 Effects of different concentrations of agrocybe cylindracea spent mushroom substrate polysaccharide on root length，shoot length，root fresh weight，shoot fresh weight of rice under copper ion stress

圖2 不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻種子萌發(fā)的影響Figure 2 Effects of different concentrations of agrocybe cylindracea spent mushroomsubstrate polysaccharide on rice seed germination under copper ion stress

圖3 不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻種子銅離子吸收量和質(zhì)膜透性的影響Figure 3 Effects of different concentrations of agrocybe cylindracea spent mushroomsubstrate polysaccharide on copper ion uptake and plasma membrane permeability of rice under copper ion stress

2.2.6 對(duì)水稻種子MDA含量及抗氧化酶活性的影響

銅離子脅迫下添加茶樹(shù)菇菌糠多糖可以緩解銅離子對(duì)水稻種子的毒害作用，降低MDA含量，顯著提高抗氧化酶的活性。由圖6可知，與CK相比，未添加多糖處理下MDA含量提高了349.66%，而添加不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖與未添加多糖處理相比，分別下降了10.20%、10.52%、29.02%、45.75%、53.91%；與CK相比，未添加多糖處理下抗氧化酶（CAT、POD、SOD）活性分別下降了34.5%、33.79%、9.27%，而添加不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖與未添加多糖處理相比，CAT活性分別提高了44.66%、58.78%、66.41%、87.79%、59.16%；POD活性分別提高了22.52%、69.21%、61.92%、57.62%、45.70%；SOD活性分別提高了 6.94%、10.40%、12.99%、17.46%、15.53%。

圖4 發(fā)芽第8 d不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻根尖質(zhì)膜完整性的影響Figure 4 Effects of different concentrations of agrocybe cylindracea spent mushroomsubstrate polysaccharide in the rice root tip cells at eighth day under copper ion stress

圖5 銅離子脅迫下茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)水稻種子可溶性糖和蛋白的影響Figure 5 Effects of different concentrations of agrocybe cylindracea spent mushroom substrate polysaccharide on soluble sugar and protein of rice under copper ion stress

3 討論

茶樹(shù)菇是一種極具開(kāi)發(fā)潛力的珍稀食藥用菌，其栽培數(shù)量和產(chǎn)品市場(chǎng)占有率目前已超過(guò)香菇[19]。菌糠是真菌收獲后的培養(yǎng)基剩余物，含有大量的食用菌菌絲體，富含多糖等活性成分?，F(xiàn)有研究表明，茶樹(shù)菇菌糠多糖是一種具有良好抗氧化性[20-21]及免疫調(diào)節(jié)[22]活性的大分子物質(zhì)，可用于動(dòng)物免疫添加劑等領(lǐng)域。這不僅可以解決廢棄菌糠對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，還能實(shí)現(xiàn)菌糠的資源化利用[23]。目前研究表明，植物多糖[24]、動(dòng)物多糖[25]、微生物多糖[26]等均能夠增加植物的抗逆性，提高作物在逆境條件下的生長(zhǎng)特性。本研究結(jié)果表明，添加茶樹(shù)菇菌糠多糖能顯著提高銅離子脅迫條件下水稻種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，促進(jìn)根系的生長(zhǎng)，修復(fù)根部細(xì)胞的質(zhì)膜損傷，抑制MDA的含量，提高抗氧化酶活性，這一效應(yīng)在水稻幼苗根部體現(xiàn)得尤為突出。上述結(jié)論與Katiyar等[27]的研究成果以及本課題組前期工作結(jié)果是相一致的。

多糖通過(guò)何種途徑改善脅迫條件下作物生長(zhǎng)特性目前尚無(wú)統(tǒng)一結(jié)論。從現(xiàn)有研究來(lái)看，目前較為公認(rèn)的有以下幾種途徑：（1）通過(guò)一氧化氮和過(guò)氧化氫信號(hào)傳導(dǎo)途徑增強(qiáng)抗氧化酶系統(tǒng)活性，從而增強(qiáng)植物抵御傷害的防御系統(tǒng)能力[28]。Zou等[29]發(fā)現(xiàn)紫斑擬南芥多糖可以調(diào)節(jié)小麥幼苗體內(nèi)的抗氧化酶活性和細(xì)胞內(nèi)離子的濃度，從而保護(hù)小麥免受鹽脅迫的傷害；Zong等[30]通過(guò)在鎘脅迫下的油菜生長(zhǎng)過(guò)程中添加外源殼聚糖，發(fā)現(xiàn)殼聚糖提高了油菜葉片中POD、SOD、CAT活性，降低了葉片內(nèi)MDA和鎘含量，增強(qiáng)了油菜對(duì)鎘的耐受性。（2）多糖可作用于植物細(xì)胞，誘導(dǎo)合成與滲透調(diào)節(jié)、應(yīng)激信號(hào)傳遞和能量代謝相關(guān)的有機(jī)酸、糖、氨基酸及其他代謝產(chǎn)物，進(jìn)而增強(qiáng)植物生理反應(yīng)并減輕脅迫下的不利后果[31]。李莉等[32]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)海藻糖預(yù)處理過(guò)的小麥在NaCl脅迫條件下生長(zhǎng)時(shí)，其細(xì)胞電解質(zhì)滲透率和脯氨酸含量顯著降低，而葉綠素含量、根系活力、干物質(zhì)積累量和生長(zhǎng)速度則均有提高，表明海藻糖可以提高作物幼苗對(duì)高鹽的抗逆能力。（3）多糖可以作為重金屬的吸附劑，與環(huán)境中的重金屬形成絡(luò)合物，從而降低重金屬的毒害作用[33]。Tao等[34]研究了不同胞外多糖對(duì)銅和鋅的生物吸附能力，結(jié)果表明各種多糖對(duì)銅離子都有良好的吸附效果，而且其吸附作用主要是通過(guò)羥基、羧基和酰胺等化學(xué)基團(tuán)來(lái)完成；Hou等[35]比較了野生型和突變型金氏中華根瘤菌所產(chǎn)胞外多糖對(duì)銅離子的吸附能力，結(jié)果表明多糖可以通過(guò)表面的官能團(tuán)吸附銅離子，而且吸附能力與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，表面粗糙且具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的胞外多糖對(duì)銅離子吸附能力更強(qiáng)。

圖6 不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖對(duì)銅離子脅迫下水稻種子MDA含量和抗氧化酶活性的影響Figure 6 Effects of different concentrationsof agrocybe cylindracea spent mushroomsubstrate polysaccharide on MDA and the effects of antioxidant enzymes of rice under copper ion stress

水稻根部是吸收銅等金屬離子的首要器官，其銅離子含量相對(duì)于芽部來(lái)說(shuō)可高出20倍以上，因此也是受重金屬脅迫最為嚴(yán)重的部位[36]。過(guò)量的銅會(huì)導(dǎo)致植株細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損，誘導(dǎo)植株體內(nèi)ROS的形成，從而激活自身的抗氧化系統(tǒng)，并對(duì)銅誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激表現(xiàn)出適應(yīng)性反應(yīng)[37]，嚴(yán)重影響水稻的生理代謝。本研究結(jié)果表明，隨著銅離子濃度的升高，根和芽的銅離子含量均先增后降，這與徐健程等[38]的研究結(jié)果一致，而高濃度銅離子條件下水稻體內(nèi)重金屬含量的降低，可能與重金屬離子嚴(yán)重抑制了水稻的生理代謝活力有關(guān)。Kamari等[39]在黑麥草和油菜籽培養(yǎng)時(shí)添加殼聚糖，研究其對(duì)植物吸收Pb、Zn、Cu效率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在黑麥草生長(zhǎng)過(guò)程中添加低濃度多糖可以提高重金屬吸收率，而高濃度多糖則降低了重金屬吸收率，但在油菜籽生長(zhǎng)過(guò)程中添加低濃度多糖降低了重金屬Cu吸收率，高濃度多糖則提高了重金屬Cu的吸收率，而對(duì)重金屬Pb、Zn的吸收率卻隨著多糖濃度的升高而降低。上述結(jié)果表明多糖影響重金屬吸收效率可能會(huì)隨著植物種類(lèi)的變化而產(chǎn)生不同的效果。

在重金屬脅迫條件下的水稻生長(zhǎng)過(guò)程中添加多糖后，重金屬的毒害作用會(huì)顯著下降。本研究通過(guò)伊文思藍(lán)染色可以清晰地看出，隨著多糖濃度的升高，水稻根部細(xì)胞受到的傷害會(huì)減弱，并在多糖的誘導(dǎo)作用下細(xì)胞功能得到一定的恢復(fù)。隨著多糖濃度的持續(xù)升高，水稻細(xì)胞的滲透壓也相應(yīng)上升，可溶性蛋白和糖含量降低，這可能是水稻所產(chǎn)生的銅結(jié)合蛋白等大分子物質(zhì)的數(shù)量減少所造成的[40]，這一結(jié)果與前人[40-41]研究的結(jié)論相一致。同時(shí)，對(duì)水稻體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的活力測(cè)定結(jié)果表明，銅脅迫會(huì)導(dǎo)致水稻幼芽的抗氧化酶活性不同程度地降低，同時(shí)顯著提高水稻幼芽MDA含量，而經(jīng)菌糠多糖浸種后，脅迫條件下水稻幼芽中的MDA含量顯著降低，CAT、POD、SOD活性均顯著提高，這與張文平等[12]的研究結(jié)果一致，說(shuō)明多糖的添加在一定程度上緩解了重金屬對(duì)水稻所造成的氧化傷害。伊文思藍(lán)染色結(jié)果也表明菌糠多糖可以顯著降低細(xì)胞膜脂過(guò)氧化，減少活性氧的產(chǎn)生，緩解銅脅迫對(duì)水稻的過(guò)氧化傷害，這與Yang等[42]研究一致。

4 結(jié)論

（1）銅脅迫條件下水稻種子的萌發(fā)會(huì)受到顯著抑制，同時(shí)其正常生理代謝也會(huì)受到嚴(yán)重影響，其中水稻根部的結(jié)構(gòu)與功能受銅離子添加的影響尤為顯著。

（2）添加不同濃度茶樹(shù)菇菌糠多糖可以在一定程度上緩解銅離子對(duì)水稻種子萌發(fā)過(guò)程的毒害作用，提高銅離子脅迫條件下水稻種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，促進(jìn)水稻根的生長(zhǎng)，修復(fù)細(xì)胞質(zhì)膜損傷，降低可溶性糖和可溶性蛋白的含量，提高抗氧化系統(tǒng)活性，最終緩解銅離子對(duì)水稻幼苗的毒害作用。