董 宁，李桂芳

(石河子大学生命科学学院，新疆 石河子 832003)

铅是人类最早利用的元素之一，对很多土壤动物、维管植物和小型哺乳动物具有毒性［1，2］.铅的活性形态和分布的比较研究表明植物体内的重金属能以多种复杂的形态存在，在不同的植物、不同生长发育阶段、植物不同部位的分布特征均不同，各种形态的迁移能力及毒性也有显著的差异.外源铅进入土壤后，通过植物根系的代谢吸收，部分滞留在根中，部分随原生质的流动转运至邻近的细胞，通过胞间运输导管，进一步随作物的蒸腾作用向茎叶运移，在作物的茎叶、籽实中积累从而危害植株生长，对人们健康和农业生产都带来了不可忽视的负面影响［3，4］.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

(1)材料:“石冬八号”小麦种子.

(2)仪器与试剂:分光光度计、水浴锅、离心机等，醋酸铅(分析纯)、1%淀粉溶液、氢氧化钠溶液、ph=5.6柠檬酸缓冲液、麦芽糖标准液、3，5－二硝基水杨酸、纯丙酮、碳酸钙、石英砂、磷酸缓冲液、2%过氧化氢、愈创木酚溶液、0.5%高锰酸钾溶液.

1.2 小麦种子的处理

将精选的500粒籽粒大小均匀、饱满的小麦种子用0.5%高锰酸钾溶液浸泡消毒，用清水多次冲洗后，放入盛有蒸馏水的烧杯中，将其分为6组，每组75粒.分别将每组种子浸泡在醋酸铅质量浓度为 0.02%、0.04%、0.08%、0.16%、0.32%的溶液以及蒸馏水中，定时向各浓度梯度培养皿中喷淋相应浓度醋酸铅溶液，保持一定的水分［5］.

1.3 实验方法

1.3.1 小麦生长状况的测定

小麦萌发第5天，测定各浓度梯度小麦的发芽率.小麦萌发第10天时，在每个培养皿中随机抽取两个样本，测量茎叶长度以及最长根的长度.在每个培养皿中随机抽取两个样本，用滤纸吸干水分，称量其全部茎叶的质量以及全部根系的质量，并计算根冠比［6］.

1.3.2 小麦种子α－淀粉酶活性的测定

采用3，5－二硝基水杨酸法测定小麦种子α－淀粉酶活性，种子萌发第5d，分别取各浓度梯度小麦幼苗1g，制备α－淀粉酶酶液.用分光光度计测定各浓度梯度的酶液反应后在540nm下的OD值，利用麦芽糖标准曲线，计算α－淀粉酶的活性.

1.3.3 过氧化物酶的活力的测定

小麦萌发第10天时，在各浓度梯度的培养皿中分别称取小麦幼苗0.5g，提取酶液，测定过氧化物酶的活力.

其中，T为反应时间，W为样品鲜重，D为稀释倍数.

1.3.4 叶绿素含量的测定

小麦萌发第10d时，在各浓度梯度的培养皿中分别选取小麦幼苗，剪去近根部，保留全茎叶，并称取0.5g，制备色素提取液.用分光光度计分别测定663nm、645nm处的OD值.按照下列公式计算叶绿素含量:Ct=Ca+Cb;Ca=(12.7A663－2.59A645)V/m;Cb=(22.9A645－4.76A663)V/m;其中，Ca为叶绿素a的含量，Cb为叶绿素b的含量，Ct为叶绿素总含量，V为提取液体积，m为样品重.

2 结果与分析

2.1 不同浓度醋酸铅溶液对小麦幼苗生长状况的影响

小麦种子萌发实验5天后所测得的发芽率如图1所示，小麦种子的发芽率随着醋酸铅浓度的升高而降低，在浓度0.16%后，下降趋势趋于平缓.说明醋酸铅能抑制小麦的萌发，且醋酸铅含量与发芽率呈负相关.小麦种子萌发实验10天后所测得的茎叶、根系长度如图2所示，由图2可以看出小麦种子的茎叶、根系长度随着醋酸铅浓度的升高而呈下降趋势，在低浓度醋酸铅的作用下，茎叶、根系长度下降趋势达到最大，且根系的敏感程度明显大于茎叶.在浓度为0.04%时，根系长度为0.71cm，浓度再增加，其变化程度不大，在高浓度时，根系几乎不生长.而茎叶长度则在0.16%左右时，趋于稳定.说明醋酸铅能抑制小麦幼苗茎叶和根系的生长，尤其抑制根系的生长.

图1 不同浓度梯度醋酸铅溶液处理对小麦发芽率的影响

图2 不同浓度醋酸铅溶液对茎叶、根系长度的影响

2.2 不同浓度醋酸铅溶液对小麦幼苗茎叶、根系质量的影响

小麦种子萌发10天实验所测得的茎叶、根系质量如图3所示，小麦幼苗茎叶、根系的质量随着醋酸铅浓度的升高而降低，在低浓度时降低程度最大，且根系的敏感程度明显大于茎叶.说明醋酸铅能抑制小麦幼苗茎叶和根系的生长，对根系的抑制情况尤为显著.小麦幼苗萌发实验中根冠比如图4所示，随着醋酸铅浓度的升高，小麦幼苗的根冠比呈明显的下降趋势，说明醋酸铅浓度的升高对小麦幼苗根系的抑制程度明显高于对茎叶的抑制程度，且在浓度为0.04%之前，抑制程度达到最大.

图3 不同浓度醋酸铅溶液对茎叶、根系质量的影响

图4 不同浓度醋酸铅溶液下，小麦幼苗的根冠比

2.3 不同浓度醋酸铅溶液对小麦幼苗α－淀粉酶活性的影响

麦芽糖标准曲线:y=0.7488x+0.035，R2=0.9982.

小麦萌发5天实验中，不同浓度醋酸铅溶液对小麦幼苗α－淀粉酶活性的影响如图5所示.随着醋酸铅浓度的升高，α－淀粉酶的活性呈下降趋势，且在浓度到达0.08%后趋于稳定.说明，醋酸铅对小麦幼苗α－淀粉酶的活性有抑制作用.

图5 不同浓度醋酸铅溶液对小麦幼苗α－淀粉酶的活性的影响

2.4 不同浓度的醋酸铅溶液对小麦幼苗过氧化物酶的活力的影响

在萌发10天实验中，不同浓度的醋酸铅溶液对小麦幼苗过氧化物酶的活力影响如图6所示，随着醋酸铅溶液浓度的升高，小麦幼苗过氧化物酶的活力呈现先升高后降低的趋势，且在0.08%左右达到最大.说明该品种小麦对逆境有一定的抗性，0.08%左右的醋酸铅浓度为小麦过氧化物酶所能接受的最大浓度.浓度再高，对小麦幼苗的过氧化物酶的活力也会产生抑制作用.

2.5 不同浓度的醋酸铅溶液对小麦幼苗叶绿素含量的影响

在萌发10天实验中，随着醋酸铅含量的增加，小麦幼苗叶绿素含量呈下降趋势.叶绿素b含量的下降程度最为明显.醋酸铅浓度在0.04%之前，叶绿素含量下降程度达到最大，说明醋酸铅溶液对小麦幼苗叶绿素的合成有抑制作用.

图6 不同浓度醋酸铅溶液对小麦幼苗过氧化物酶活力及比活力的影响

表1 叶绿素含量的测定

3 讨论

种子发芽率是检测土壤等环境污染的重要指标，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，是系统地认识重金属伤害机理的较好途径.本试验对小麦种子在不同铅浓度下的茎叶、根系长度和质量、根冠比、发芽率、α－淀粉酶的活性、过氧化物酶的活力以及叶绿素的含量进行了测定.结果表明在本实验设定的铅胁迫浓度范围内，小麦幼苗茎叶、根系的长度和质量、根冠比、α－淀粉酶的活性、小麦幼苗叶绿素的含量随着铅胁迫浓度升高而降低;而过氧化物酶的活力随着铅胁迫浓度升高，呈现先升高后降低的趋势.

随着当今社会工业的飞速发展，“三废”的超标排放、资源的过度开采以及城市垃圾的不当处理等，已经严重污染了土壤、水质和大气.铅是自然界中主要的污染元素之一，也是对人体有危害的重金属之一，它通过食物链的富集，进入人体，可导致贫血、肝损伤和神经失调等，严重损害人体健康［7］.而使用一种环境监测植物，对土壤中的铅污染进行定期、定点的监测，可为农业生产早期预报重金属对作物的毒害效应、防止重金属毒害的发生、为环境监测中重金属污染的评价，提供一定的理论支持，对环境保护、污染监测、农业生产等，都有一定的参考作用.

［1］刘燕，蒋光霞.硒对铅胁迫下油菜酶活性及叶绿素含量的影响［J］.安徽农业科学，2008，(18):7554 －7555.

［2］陈红玲，杨秀萍，张婧，等.铅离子胁迫对小麦萌发的影响［J］.宿州学院学报，2011，(5):30 －32.

［3］王春春，沈振国.镉在植物体内的积累及其对绿豆幼苗生长的影响［J］.南京农业大学学报，2001，(4):9－13.

［4］杜连彩.铅胁迫对小白菜幼苗叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响［J］.中国蔬菜，2008，(5):17－19.

［5］苗明升，朱圆圆，曹明霞，等.重金属铅对玉米萌发和早期生长发育的影响［J］.山东师范大学学报(自然科学版)，2003，(1):82－84.

［6］薛佳桢，付晓燕，李伟忠.铅离子对小麦芽萌发的影响［J］.潍坊学院学报，2010，(4):92 －94.

［7］张叶，沈宇.不同重金属离子对小麦种子萌发及叶绿素合成影响的比较研究［J］.生物学教学，2009，(7):72 －74.