摘要：本文研究了不同浓度铅胁迫下十字花科种子萌发及幼苗生长及其叶绿素含量的情况,结果表明:铅胁迫对十字花科种子萌发具有低浓度下的激活效应和高浓度下的抑制效应;对幼苗苗长具有胁迫初期低浓度下的激活效应，随着胁迫时间的延长，转而表现为抑制效应。对幼苗根长具有显著的抑制效应。幼苗生长状况比种子萌发更能体现铅毒性的大小。

　　关键词： 铅胁迫;十字花科;种子萌发;幼苗生长;叶绿素

　　Abstract:This article had studied the situations of the mustard family's seed sprouting and its seedling growing and the content of chlorophyll in its seedling in different concentration of lead stress, the conclusion of study had indicated lead stress on the mustard family's seed sprouting is that the low concentration of lead has activation but the high concentration of lead has check effection; And the conclusion of study had indicated lead stress on the mustard family's seedling growing is that the low concentration of lead has activation in the start time ,but then it turn to check effection with the lapse of time. The conclusion of study had indicated lead stress on the root growing of the mustard family's seedling is obvious check effection. The conclusion of study had indicated lead stress on the seedling growing of the mustard family's seedling is the pernicious effects of lead had embodied even more big check effection to seedling growing than to seed sprouting.

　　Keywords: lead stress; the mustard family; seed sprouting; seedling growing;chlorophyll

　　1. 前言

　　据报道，我国受重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占总耕地面积的1/5[1]，而在环境污染中铅是首要元素之一，进入土壤环境不易被降解，很容易被农作物吸收，通过食物链被人和农作物吸收，对人们健康和农业生产都带了不可忽视的负面影响[2,3]。

　　种子萌发及幼苗生长是作物对外部环境反应的开始，也是作物对外界反应的敏感期。在这段时间里重金属对植株的影响主要通过生理生化来实现的。研究不同浓度的铅对十字花科种子萌发，幼苗生长状况及叶绿素的含量的影响，可为农业盛产早起预报重金属对作物的毒害效应，防止重金属毒害的发生和为环境监测中重金属污染的评价提供一定的理论依据。

　　2.材料与方法

　　2.1实验仪器 材料及试剂

　　2.1.1 实验仪器：

　　培养皿、温度计、电子天平、量筒、烧杯、容量瓶、试剂瓶、玻璃棒、滤纸、光照培养箱(恒温)、剪刀、研钵、移液管、试管、分光光度计。

　　2.1.2 实验材料

　　萝卜品种:翘头青、791萝卜、501萝卜、联创萝卜、北京翠红五种;

　　白菜品种:云寿、郑研小包、金峰、北京75、丰抗78、精品87-114五种。

　　2.1.3 所需试剂

　　浓度分别为(0、50、100、200、400、600、800) mg/L的醋酸铅溶液;0.4%高锰酸钾溶液;石英砂;碳酸钙粉;95%乙醇等等。

　　2.2 种子发芽率及幼苗特性的测定

　　2.2.1 种子发芽率的测定步骤

　　(1)种子的选择及预处理:精选大小一致并且饱满的萝卜和白菜种子,用0.4%高锰酸钾表面消毒3分钟,先用自来水冲洗数次,再用去离子水反复冲洗，用滤纸将水分吸干备用。

　　(2)实验分为七个处理【即醋酸铅溶液的浓度分为七个(0，50，100，200，400，600，800)mg/L】，每个处理三次重复。将精选的100粒白菜和萝卜种子分别放入铺有滤纸的培养皿中，并用量筒倒入相同体积的醋酸铅溶液，在恒温下进行培养。

　　(3)培养24小时后记录种子发芽数，每24小时记录一次，第6天统计种子发芽率，并计算发芽指数和活力指数。

　　2.2.2 幼苗生长状况的测定

　　1)自种子萌发后开始记录幼苗的死亡数，每天记录一次。

　　2)自种子萌发两天后开始测量幼苗株高和叶片数，每两天测量一次。

　　3)叶绿素的测定：

　　(1)、取新鲜植物叶片(或其它绿色组织)或干材料，擦净组织表面污物，剪碎(去掉中脉)，混匀;(2)、 称取剪碎的新鲜样品0.2g，共3份，分别放入研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及2～3ml95%乙醇，研成均浆，再加乙醇10ml，继续研磨至组织变白。静置3～5min;(3)、取滤纸1张，置漏斗中，用乙醇湿润，沿玻棒把提取液倒入漏斗中，过滤到25ml棕色容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中;(4)、 用滴管吸取乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中。直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后用乙醇定容至25ml，摇匀;(5)、 把叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色杯内。以95%乙醇为空白，在波长665nm、649nm下测定吸光度。

　　2.3计算公式：

　　定时观察种子发芽与幼苗情况，并按以下公式计算：

　　1. 发芽率=(头14天种子正常发芽数/供试种子数)×100%;

　　2. 发芽指数=∑ G t/D t ;

　　其中：G t为t时间内的发芽数;D t为相应的发芽天数。

　　3. 活力指数=发芽指数 × 苗高度(平均);

　　4. 叶绿素：Ca=13.95A665-6.88A649;

　　Cb=24.96A649-7.32A665

　　叶绿素浓度=Ca+Cb;

　　叶绿素的含量(mg/g)= [叶绿素的浓度×提取液体积×稀释倍数]/样品鲜重(或干重)。

　　3 结果与分析

　　3.1 铅胁迫对十字花科种子发芽率的影响

　　从图1 可以看出五种萝卜种子在常温培养下，当铅浓度为50mg/l时，萝卜种子萌发率大于对照实验，对萝卜种子的萌发表现为轻微的刺激效应，当铅浓度为400mg/l时对萝卜种子有轻微的抑制作用，差异不显著，当铅浓度达到600mg/l,800mg/l时，对萝卜种子萌发均表现为抑制作用，差异显著。

　　图1 萝卜的发芽率比较图

　　从图2六种白菜种子萌发可以看出，当铅浓度为50-100mg/l时，白菜种子萌发率大于对照实验，对白菜种子的萌发表现为轻微的促进效应，当铅浓度为400mg/l时对十字花科有轻微的抑制作用，差异不显著，当铅浓度达到600mg/l,800mg/l时，对十字花科萌发均表现为抑制作用，差异明显。

　　图2 白菜的发芽率比较图

　　从图1、图2比较可以看出，当铅浓度为50mg/l时，十字花科种子萌发率大于对照实验，对十字花科种子的萌发表现为轻微的刺激效应，当铅浓度为400mg/l时对十字花科有轻微的抑制作用，差异不显著，当铅浓度达到600mg/l,800mg/l时，对十字花科萌发均表现为抑制作用，差异明显。

　　3.2铅胁迫对十字花科幼苗生理特性的影响

　　3.2.1 铅胁迫对十字花科幼苗芽长的影响

　　从图3，图4可以看出，在种子萌发2d时,铅对种子的幼苗芽长具有较低浓度下的刺激效应，但只表现在50mg/L，100mg/L两个浓度。而当铅浓度达到200g/L时，即表现为抑制效应。随着幼苗生长时间的延长，低浓度的刺激效应消失，转为抑制效应。且随着时间的增长，铅浓度的增加，抑制效应逐渐增强。

　　图3 萝卜芽长比较图

　　图4 白菜芽长比较图

　　3.2.2 铅胁迫对十字花科种子活力指数的影响

　　图5、图6是不同品种十字花科种子的活力指数，从图中看出，当铅浓度50mg/l时活力指数比对照试验数值大.而在(400-800)mg/l时活力指数相对于对照试验大大降低差异水平明显。说明低浓度铅溶液地十字花科种子活力指数有刺激效应而高浓度表现为抑制效应。

　　图5 萝卜活力指数比较图

　　图6 白菜活力指数比较图

　　3.2.3 铅胁迫对十字花科种子发芽指数的影响

　　从图7和图8可以看出铅胁迫浓度为50mg/L时，种子的发芽指数以及活力指数均高于对照，随着铅胁迫难度大增高，发芽指数以及活力指数均呈现逐渐下降的趋势。铅胁迫浓度为50mg/L时，发芽势高于对照，铅胁迫浓度在100，200mg/L时，种子发芽势和对照相差不多，随铅胁迫浓度的不断增高，发芽势逐渐降低。说明低浓度的铅胁迫对种子的发芽指数有一定的刺激效应，高浓度的铅胁迫对其有抑制作用。

　　图7 萝卜的发芽指数比较图

　　图8白菜的发芽指数比较图

　　3.2.4 铅胁迫对幼苗叶绿素含量的影响

　　由图9和图10显示，与对照相比，铅胁迫为50-100mg/l时叶绿素含量均高于对照，随着铅胁迫浓度的继续升高，叶绿素含量呈现逐渐下降的趋势，并且其含量均低于对照。由于叶绿素含量是反映光合强度的重要生理指标，植物在受到环境因素伤害时[4]，其正常的生理状态遭到破坏，叶绿素含量会出现下降现象，其下降幅度反映植物受胁迫作用。

　　图9 白菜的叶绿素含量比较图

　　图10 萝卜的叶绿素含量比较图

　　4.结论分析

　　种子发芽率是检测土壤等环境污染的中的重要指标，从植物生理角度看，种子萌发即是植物生命进程的起点，也是植物最早接受重金属胁迫的阶段，了解种子萌发对铅的胁迫反应，是系统的认识重金属伤害机理的较好途径。

　　本实验对萝卜，白菜种子在不同铅浓度的发芽率，芽长，活力指数，发芽指数，叶绿素含量进行了测定。结果表明：

　　1)、随着铅浓度的增加，发芽率，芽长，活力指数，发芽指数，叶绿素含量总体呈现下降趋势;但没有直线递减，而呈现波动状态。外观形态表现为生长延缓或停滞，铅离子浓度越大，作用时间越长，抑制效应越强。

　　2)、铅胁迫对幼苗芽长影响不是很明显，但很多幼苗随时间的增长出现了根部腐烂，这是因为重金属与植物作用时，总是最先接触到根部，根部细胞壁中存在大量交换点，能将重金属离子固定在这些点上，从而阻止了重金属离子进一步向芽转移[5]。

　　3)、铅离子胁迫下，萝卜，白菜幼苗子叶的叶绿素总含量均下降明显。这可能与铅离子抑制叶绿素生物合成中的某些关键酶有关。

　　4)、铅胁迫对十字花科种子萌发具有低浓度下的刺激效应和高浓度的抑制效应。对幼苗芽长具有胁迫初期低浓度下的刺激效应，随着铅胁迫的延长，激活效应逐渐转化为抑制效应，且抑制效应随铅浓度的增加而增加。

　　参考文献

　　[1] 朱志诚，贾东林，艾蒿群落生物量初步研究[j].中国草地，1997，5(99):6-13.

　　[2] 孙守琢，野生牧草艾蒿的栽培与饲用[j].中国畜牧杂志，19956，31(3)：25-27.

　　[3] 仲维科，我国农作物重金属污染及其防治对策[j].农业环境保护，2001;20(4)：270-272.

　　[4] 方云中，李文杰。自由基与酶(基础理论及其在生物学和医学中的应用)[M].北京，科学出版社，1994.

　　[5] 郑世英，铅胁迫对油菜种子萌发及生理特性的影响，2007-12(12)：1001-4705(2007)12-0088-03