(成都农业科技职业学院现代农业分院， 四川 温江 611130)

汞胁迫对紫云英种子萌发及幼苗根系生理生化特性的影响

李春龙

(成都农业科技职业学院现代农业分院， 四川 温江 611130)

以紫云英种子、幼苗为受试材料，研究了汞胁迫对紫云英种子萌发、幼苗生长以及幼苗根系生理生化指标的影响。结果表明：紫云英种子的发芽率、紫云英幼苗的根长、苗长、根数以及幼苗干重均随着Hg2+浓度的增加而呈降低的趋势；紫云英幼苗根系的膜透性指标即相对电导率和MDA含量均随着Hg2+浓度的增加而增大，而幼苗的形态指标以及幼苗根系SOD和POD酶活性和根系活力则随着Hg2+浓度的增加而减小。

汞胁迫； 紫云英； 种子萌发； 生理生化特性

重金属污染是当今污染面积最广、危害最大的环境问题之一[1]。土壤重金属污染情况日益严重，尤其是土壤汞污染问题愈发严峻，其间发生了一系列具有重大影响的汞污染事件，这对我国农作物食品安全带来严重威胁[2]。Hg进入农田后主要沉积在土壤的表层，大部分以HgCl2形态进入土壤的Hg都可以被土壤中的有机质和粘土矿物所吸附，在土壤中的移动性很小[3]。汞能抑制植物细胞的分裂和根系的伸长，刺激和抑制一些酶的活性[4]，从而使植物出现生长迟缓、产量下降等症状，严重时导致植物死亡[5,6]。有关汞对植物生长发育的影响，国内外均有很多研究，但大多集中在对粮食作物[7-8]和经济作物[1,9]产量和品质的影响上，对牧草生长发育影响的研究很少。

本试验以紫云英种子为材料，研究受汞胁迫后，紫云英种子发芽及幼苗根系生理生化特性的变化，以期为汞对紫云英伤害机理的研究提供一些科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试的紫云英种子购于四川省农科院，供试的HgCl2为分析纯。

1.2 试验方法与设计

1.2.1 种子萌发实验

2014年5月30日至6月4日在成都农业科技职业学院农学园艺分院七教四楼农业综合实训室进行该实验。参照韩春梅[10]的方法，先将紫云英种子用盐水进行浮选，选取粒大、饱满、大小一致的种子用蒸馏水清洗，晾干后备用。先用5.25 g/L的NaClO溶液对供试紫云英种子进行15 min的消毒，后用蒸馏水清洗4次，每次清洗1 min；将紫云英种子放置在直径为9 cm的皮氏培养皿中，内垫2层滤纸，分别将HgCl2溶液(浓度分别为0，12.5，25.0，50.0，100.0，200.0 mg/L，以Hg2+浓度计)7 mL注入培养皿中，对照为蒸馏水，每个处理3 次重复，每个重复30 粒种子。然后将所有培养皿均放到人工气候箱[(25±2)℃，黑暗]中进行萌发实验[11]。待紫云英种子萌发5 d后记录以下实验数据：最终发芽率，测定并记录所有紫云英萌发幼苗的根长和苗长，最终求其平均根长、平均苗长；后将所有测定完幼苗根长、苗长的幼苗按照各个处理放入60 ℃的烘箱中烘干至恒重，最终求其平均一个幼苗的干重。

1.2.2 模拟盆栽试验

试验以清水代替Hg2+溶液处理为对照(ck)，Hg2+处理浓度设为：12.5，25.0，50.0，100.0，200.0 mg/L，每个处理重复4盆，完全随机排列。试验用盆为(高×直径16 cm×16 cm)塑料营养钵，每盆装干土2 kg。各处理中Hg以HgCl2形式加入，以Hg2+浓度计。各处理以溶液形式加入，保湿平衡15 d后，每盆中直播10粒紫云英种子。出苗30 d后，选取长势一致的幼苗根系进行取样测定。参照韩春梅等[12]的方法，细胞膜透性采用DDS-11 A型电导率仪测定，根系活力采用TTC法测定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定，超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的测定均参照陈建勋等的方法[13]。将

表1 不同Hg2+浓度对紫云英种子萌发的影响

浓度(mg/L)最终发芽率(%)根长(cm)苗长(cm)根数(条)幼苗干重(mg)090．0±1．9a2．0±0．0a5．0±0．1a5．0±0．0a13．63±1．04a12．575．5±4．0b1．8±0．0ab4．8±0．1a5．0±0．0a11．33±0．35b25．062．2±1．1c1．7±0．0bc4．5±0．1bc3．7±0．3b10．63±0．13cd50．048．9±1．1d1．5±0．1c4．1±0．2c1．7±0．3c9．57±0．07d100．035．5±7．8e0．6±0．2d3．3±0．2d0．7±0．3d7．67±0．07e200．00．0±0．0f0．0±0．0e0．0±0．0e0．0±0．0d0．00±0．00f

表2 不同Hg2+浓度对紫云英幼苗根系生理生化特性的影响

表3 不同Hg2+浓度对紫云英幼苗形态指标的影响

剩余的幼苗于出苗60 d后，测定紫云英幼苗的形态指标，主要包括株高(用直尺测定)、每株分支数、每株叶片总数(均人工数)、叶面积(用便携式活体叶面积仪(型号：YMJ 1)进行测定)、幼苗干重(用万分之一天平称量)。

1.3 数据统计

采用SPSS(12.0)统计软件进行单因素方差、LSD和相关性分析(plt;0.05)。

2 结果与分析

2.1 汞胁迫对紫云英种子萌发的影响

与对照相比，随着Hg2+浓度的增加，紫云英种子的最终发芽率、幼苗根长、苗长、幼苗根数以及幼苗干重均呈递减趋势(见表1)。其中，紫云英种子的最终发芽率和幼苗干重均在Hg2+浓度最低时，与对照达到显著性差异，分别较对照下降了16.11%和16.87%。而紫云英幼苗的根长、苗长和根数均在Hg2+浓度达到25 mg/L时，与对照达到显著性差异，分别较对照下降了15.0%、10.0%和26.0%。

2.2 汞胁迫对紫云英幼苗根系各生理生化指标的影响

由表2可知，紫云英幼苗根系的相对电导率和丙二醛含量均随着Hg2+浓度的增加而呈递增的趋势，并分别在Hg2+浓度达到50 mg/L和25 mg/L时与对照达到了差异显著性水平，分别是对照的3.38倍和1.63倍。此研究结果与韩春梅等[14]的研究结果相一致。

紫云英幼苗根系抗氧化酶SOD、POD活性以及根系活力则随着Hg2+浓度的增加而呈现出递减的趋势，其中SOD和根系活力在Hg2+浓度最低时就与对照达到了差异显著性水平，分别较对照降低了19.17%和13.21%，而POD活性在Hg2+浓度达到25 mg/L时也较对照显著受到抑制，其活性降低了33.77%(见表2)。

2.3 汞胁迫对紫云英幼苗形态指标的影响

从表3 可以看出，紫云英幼苗的所有形态指标均随着Hg2+浓度的增加而呈递减的趋势，并且所有指标均在Hg2+浓度最低(12.5 mg/L)时与对照存在显著性差异，株高、分支数、叶片总数、幼苗干重分别较对照显著降低了21.91%、9.09%、16.33%、25.47%和27.48%。

3 讨论与结论

本研究结果表明，不同Hg2+浓度对紫云英种子萌发、幼苗形态植保、幼苗根系生理生化特性均有不同程度的抑制作用。这一研究结果与钟士传[9]的研究结果(Hg2+浓度在0.5～5 mg/L范围内时，低浓度的汞对花生幼苗的出苗率有促进作用；当Hg2+浓度在5～125 mg/L范围内时，花生幼苗的出苗率随Hg2+浓度的提高呈下降趋势)不一致，可能是Hg2+的起始处理浓度(12.5 mg/L)过高的缘故。

汞胁迫导致了紫云英幼苗根系的相对电导率和丙二醛含量的增加，表明汞能导致细胞膜脂过氧化水平

Effect of Hg on Seed Germination, Physiological andBiochemical Characteristics of Milk Vetch Seedling Root

LIChunlong

2016-10-18

四川省重点专业——作物生产技术专业建设项目资助。

李春龙(1976—)，男，内蒙古通辽人；硕士，副教授，高级农艺师，主要从事特种经济作物栽培、设施农业等教学工作；E-mail：lchl1976@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.01.098

S 541+.3

A

1001-4705(2017)01-0098-03