EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響.pdf

作 物 雜 志 Crops 2023 1 196 200 DOI 10 16035 j issn 1001 7283 2023 01 029 作者簡(jiǎn)介 張盼盼 主要從事作物逆境栽培生理生態(tài)方面的研究 E mail zpp35 基金項(xiàng)目 國家自然科學(xué)基金 31860340 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目 2020JQ 902 陜西省產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目 NYKJ 2022 YL XN 28 榆林市科技局科技計(jì)劃項(xiàng)目 2019 106 3 榆林學(xué)院引進(jìn)人才科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目 17GK21 收稿日期 2021 09 15 修回日期 2021 11 12 網(wǎng)絡(luò)出版日期 2022 08 04 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響張盼盼武熊紀(jì)江濤王小林 榆 林 學(xué) 院 生 命 科 學(xué) 學(xué) 院 719000 陜 西 榆 林 摘要為探究乙二胺四乙酸 EDTA 對(duì)緩解黃瓜幼苗鉻脅迫的生理調(diào)控機(jī)制 以亨優(yōu)小菜園為供試材料 采用土培方式 用120mg L鉻離子溶液模擬鉻脅迫 研究不同濃度EDTA W 1 1mmol L W2 2mmol L和W3 4mmol L 對(duì)鉻脅迫下幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響 結(jié)果表明 W2和W3處理促進(jìn)幼苗株高和地上部干物質(zhì)量的增加 同時(shí)W2處理增加葉片光系統(tǒng)的光化學(xué)猝滅和非光化學(xué)猝滅系數(shù) 經(jīng)過3種處理的幼苗葉片和根系過氧化物酶 POD 活性顯著增強(qiáng) 而葉片丙二醛 MDA 含量在W2和W3處理下顯著下降 根系MDA含量在W3處理下顯著降低 3種處理下幼苗葉片中可溶性蛋白含量有所下降 而脯氨酸含量一直增加 綜上可知 1 2mmol LEDTA在鉻脅迫下可提高黃瓜幼苗葉片的光合作用 增強(qiáng)POD活性和滲透調(diào)節(jié)能力 減緩幼苗膜脂過氧化程度 促進(jìn)幼苗地上部形態(tài)發(fā)育 從而有效緩解鉻脅迫對(duì)幼苗的危害 關(guān)鍵詞乙二胺四乙酸 黃瓜 葉片 鉻脅迫 生理特性重 金 屬 污 染 一 直 是 人 們 關(guān) 注 的 重 點(diǎn) 隨 著 現(xiàn)代 工 業(yè) 和 農(nóng) 業(yè) 的 快 速 發(fā) 展 我 國 因 重 金 屬 污 染 的耕 地 面 積 逐 年 增 多 據(jù) 調(diào) 查 被 污 染 的 耕 地 面 積超 過 0 2 億 hm 2 受 到 污 染 的 糧 食 達(dá) 1200 萬 t 每年 因 此 造 成 的 糧 食 減 產(chǎn) 達(dá) 1000 萬 t 合 計(jì) 農(nóng) 業(yè) 損 失超 200 億 元 1 榆 林 市 作 為 能 源 礦 產(chǎn) 富 集 地 深 埋著 極 為 豐 富 的 礦 產(chǎn) 資 源 2 礦 產(chǎn) 開 采 化 工 冶 煉 及貨 運(yùn) 途 中 粉 塵 飄 散 等 對(duì) 耕 地 造 成 嚴(yán) 重 污 染 3 研 究表 明 陜 北 煤 礦 區(qū) 農(nóng) 田 重 金 屬 污 染 以 Zn Pb Cr Hg 和 As 為 主 Cr 為 土 壤 背 景 值 的 1 2 倍 4 通 常六 價(jià) 鉻 對(duì) 植 物 毒 性 最 強(qiáng) 5 它 會(huì) 危 害 植 物 生 命 周 期的 多 個(gè) 生 理 過 程 如 何 減 緩 或 避 免 Cr 對(duì) 作 物 的 侵害 且 促 進(jìn) 當(dāng) 地 農(nóng) 業(yè) 的 發(fā) 展 是 迫 切 需 要 解 決 的 問 題 黃 瓜 Cucumis sativus L 為 葫 蘆 科 一 年 生 蔓生 或 攀 援 草 本 植 物 含 水 量 為 98 富 含 鐵 磷 鈣 胡 蘿 卜 素 維 生 素 C 和 維 生 素 E 等 營 養(yǎng) 成 分 6 我 國 黃 瓜 種 植 面 積 廣 產(chǎn) 量 大 占 世 界 黃 瓜 總 產(chǎn) 量的 77 以 上 7 陜 西 榆 林 有 相 當(dāng) 規(guī) 模 的 黃 瓜 種 植 因 此 探 究 如 何 緩 解 或 減 弱 重 金 屬 Cr 對(duì) 黃 瓜 的 影響 對(duì) 實(shí) 現(xiàn) 黃 瓜 產(chǎn) 業(yè) 增 收 增 加 從 業(yè) 人 員 經(jīng) 濟(jì) 收 入具 有 重 要 意 義 乙 二 胺 四 乙 酸 ethylene diamine tetraaceticacid EDTA 在 常 溫 常 壓 下 為 白 色 粉 末 是 一 種 能 與 Ca2 Mg2 Fe2 和 Mn2 等 二 價(jià) 金 屬 離 子 結(jié) 合 的螯 合 劑 8 9 通 過 螯 合 作 用 緩 解 植 物 的 重 金 屬 毒害 10 11 可 提 高 作 物 的 抗 逆 性 目 前 關(guān) 于 EDTA緩 解 重 金 屬 對(duì) 作 物 影 響 的 研 究 多 集 中 在 玉 米 12 水稻 13 小 白 菜 14 和 蘿 卜 15 等 農(nóng) 作 物 上 而 關(guān) 于EDTA對(duì) 鉻 脅 迫 下 黃 瓜 幼 苗 生 長(zhǎng) 及 抗 氧 化 物 酶 活 性影 響 的 研 究 鮮 見 報(bào) 道 因 此 本 研 究 以 綠 亨 科 技 股份 有 限 公 司 的 黃 瓜 品 種 亨 優(yōu) 小 菜 園 為 試 驗(yàn) 材 料 研究 Cr 脅 迫 下 不 同 濃 度 EDTA 對(duì) 黃 瓜 幼 苗 形 態(tài) 和 生理 的 影 響 探 究 EDTA 緩 解 鉻 脅 迫 的 合 理 范 圍 為緩 解 重 金 屬 鉻 對(duì) 黃 瓜 作 物 的 危 害 提 供 理 論 依 據(jù) 1材料與方法 1 1供試材料試 驗(yàn) 材 料 為 綠 亨 科 技 股 份 有 限 公 司 生 產(chǎn) 的 黃瓜 品 種 亨 優(yōu) 小 菜 園 供 試 藥 劑 鉻 酸 鉀 K2CrO4 和螯 合 劑 EDTA 由 榆 林 學(xué) 院 生 命 科 學(xué) 學(xué) 院 農(nóng) 業(yè) 節(jié) 水實(shí) 驗(yàn) 室 提 供 1 2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試 驗(yàn) 于 2020 年 在 榆 林 學(xué) 院 生 命 科 學(xué) 學(xué) 院 農(nóng) 業(yè)節(jié) 水 實(shí) 驗(yàn) 室 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 設(shè) 置 4 個(gè) 處 理 分 別 為0mmol LEDTA溶 液 CK 1mmol LEDTA溶 液 W 1 2mmol LEDTA溶 液 W2 4mmol LEDTA 總 第 212 期 張 盼 盼 等 EDTA 對(duì) 鉻 脅 迫 下 黃 瓜 幼 苗 生 長(zhǎng) 及 生 理 特 性 的 影 響 197溶 液 W3 每 個(gè) 處 理 重 復(fù) 3 次 試 驗(yàn) 采 用 的 各梯 度 EDTA 溶 液 濃 度 都 是 經(jīng) 過 初 期 試 驗(yàn) 并 結(jié) 合 不同 學(xué) 者 文 獻(xiàn) 確 定 的 試 驗(yàn) 采 取 盆 栽 方 式 進(jìn) 行 使用 的 塑 料 盆 規(guī) 格 為 上 口 徑 15cm 下 口 徑 11cm 高 13cm 每 盆 裝 入 沙 土 與 營 養(yǎng) 土 1 1 2kg 選取 大 小 一 致 且 飽 滿 的 種 子 用 75 酒 精 溶 液 消 毒30s 之 后 用 蒸 餾 水 清 洗 黃 瓜 種 子 3 4 遍 16 用 濾紙 吸 干 水 分 采 用 打 孔 方 式 進(jìn) 行 播 種 打 孔 深 度 約3cm 每 盆 播 種 9 粒 種 子 放 置 在 光 照 培 養(yǎng) 箱 中 白 晝 溫 度 和 時(shí) 間 分 別 為 25 12h 和 22 12h 光 照 強(qiáng) 度 為 20000lx 播 種 后 每 2d 補(bǔ) 充 等 量 水 分 保 證 黃 瓜 種 子 正 常 生 長(zhǎng) 待 幼 苗 長(zhǎng) 齊 后 進(jìn) 行 定 苗 每盆 保 留 長(zhǎng) 勢(shì) 均 勻 的 3 株 幼 苗 長(zhǎng) 至 三 葉 一 心 期 將 48 盆 黃 瓜 幼 苗 分 成 4 組 進(jìn) 行 鉻 脅 迫 處 理 每 天 對(duì) 黃 瓜 幼 苗 根 部 進(jìn) 行 澆 灌120mg L 鉻 酸 鉀 溶 液 50mL 連 續(xù) 灌 根 9d 至 幼 苗有 明 顯 葉 片 黃 化 并 伴 隨 出 現(xiàn) 小 圓 斑 枯 萎 現(xiàn) 象 時(shí) 即幼 苗 已 被 脅 迫 然 后 進(jìn) 行 不 同 濃 度 EDTA 溶 液 處理 每 天 澆 灌 50mL 8d 后 進(jìn) 行 相 關(guān) 指 標(biāo) 的 測(cè) 定 1 3測(cè)定項(xiàng)目與方法1 3 1幼苗形態(tài)指標(biāo)從 每 個(gè) 處 理 中 取 3株 黃 瓜 幼苗 進(jìn) 行 形 態(tài) 指 標(biāo) 測(cè) 定 用 鋼 尺 測(cè) 量 黃 瓜 幼 苗 的 株高 用 游 標(biāo) 卡 尺 測(cè) 量 黃 瓜 幼 苗 的 莖 粗 采 用 比 葉 面積 法 計(jì) 算 單 株 綠 葉 面 積 17 將 黃 瓜 幼 苗 根 系 剪 下 放入 盛 有 去 離 子 水 的 無 色 透 明 塑 料 水 槽 調(diào) 整 根 系 的位 置 避 免 重 疊 交 叉 用 掃 描 儀 EP4990P 型 掃描 用 分 析 軟 件 WinRHIZO 對(duì) 圖 像 進(jìn) 行 分 析 得 到 總 根 長(zhǎng) 和 根 平 均 直 徑 等 數(shù) 據(jù) 1 3 2干重和根冠比每 個(gè) 處 理 選 取 生 長(zhǎng) 一 致 的植 株 3 株 將 幼 苗 沖 洗 干 凈 后 分 解 為 地 上 部 和 地下 部 105 殺 青 30min 80 下 烘 干 至 恒 重 用 天 平 分 別 稱 重 計(jì) 算 出 根 冠 比 根 冠 比 地 下 部 分干 重 地 上 部 分 干 重 1 3 3葉綠素?zé)晒鈪?shù)每 個(gè) 處 理 選 取 有 代 表 性的 黃 瓜 植 株 3 株 用 PM2500 便 攜 式 調(diào) 制 葉 綠 素 熒光 儀 德 國 HeinzWalzGmbH 測(cè) 量 倒 2 葉 的 最 大光 能 轉(zhuǎn) 換 效 率 Fv Fm 實(shí) 際 光 化 學(xué) 效 率 PS 光 化 學(xué) 猝 滅 qP 和 非 光 化 學(xué) 猝 滅 系 數(shù) NPQ 等葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 1 3 4幼苗生理指標(biāo)測(cè) 定 生 理 指 標(biāo) 時(shí) 均 為 3次 重復(fù) 取 其 平 均 值 采 用 愈 創(chuàng) 木 酚 比 色 法 18 測(cè) 定 葉 片和 根 系 的 過 氧 化 物 酶 POD 活 性 參 照 考 馬 斯 亮藍(lán) G 250 染 色 法 19 測(cè) 定 葉 片 和 根 系 的 可 溶 性 蛋 白含 量 采 用 硫 代 巴 比 妥 酸 比 色 法 20 測(cè) 定 葉 片 和 根 系的 丙 二 醛 MDA 含 量 采 用 磺 基 水 楊 酸 法 21 測(cè)定 葉 片 脯 氨 酸 Pro 含 量 1 4數(shù)據(jù)處理使 用 Excel 2020 軟 件 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 錄 入 和 整 理 使 用 SPSS 25 0 軟 件 對(duì) 數(shù) 據(jù) 均 值 標(biāo) 準(zhǔn) 差 和 差 異 顯著 性 等 指 標(biāo) 進(jìn) 行 分 析 采 用 Origin 2019 軟 件 進(jìn) 行繪 圖 2結(jié)果與分析 2 1 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗形態(tài)特征的影響由 表 1 可 知 W1處 理 下 黃 瓜 幼 苗 株 高 莖 粗和 根 平 均 直 徑 與 CK 處 理 相 比 無 明 顯 變 化 而 綠 葉面 積 和 總 根 長(zhǎng) 顯 著 減 少 減 少 幅 度 分 別 為 35 64 和 41 65 W2處 理 下 黃 瓜 幼 苗 株 高 較 CK 處 理 有顯 著 增 高 莖 粗 和 根 平 均 直 徑 無 明 顯 差 異 而 綠 葉面 積 和 總 根 長(zhǎng) 減 少 幅 度 在 變 小 與 CK 處 理 相 比 W3處 理 下 黃 瓜 幼 苗 株 高 顯 著 升 高 升 高 幅 度 約 為27 68 而 莖 粗 綠 葉 面 積 總 根 長(zhǎng) 和 根 平 均 直 徑表1 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗形態(tài)特征的影響Table1 EffectsofEDTAonmorphologicalcharacteristicsofcucumberseedlingsunderchromiumstress 處 理Treatment 株 高Plantheight cm 莖 粗Stemdiameter mm 綠 葉 面 積Areaofgreenleaves cm2 總 根 長(zhǎng)Totallengthofroot cm 根 平 均 直 徑Meandiameterofroot mm CK 8 20 0 36c 4 01 0 26a 164 32 9 00a 1649 19 24 01a 0 28 0 02aW1 7 87 0 29c 3 55 0 44a 105 76 8 09c 962 35 38 88b 0 31 0 02aW2 9 07 0 60b 4 21 0 22a 126 85 11 45b 1089 04 94 14b 0 30 0 01aW3 10 47 0 21a 3 83 0 76a 171 15 9 39a 1696 37 39 73a 0 28 0 01a表 內(nèi) 數(shù) 據(jù) 為 平 均 值 標(biāo) 準(zhǔn) 偏 差 各 列 不 同 字 母 表 示 0 05水 平 上 差 異 顯 著 下 同Datainthetableweremean standarddeviation differentlettersineachcolumnindicatesignificantdifferenceatthe0 05level thesamebelow均 無 顯 著 變 化 2 2 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗干物質(zhì)積累量的影響由 表 2 可 知 W 1處 理 下 黃 瓜 幼 苗 地 上 部 干 重 和 地 下 部 干 重 較 CK 處 理 均 有 所 降 低 而 根 冠 比 顯著 增 加 13 25 與 CK 處 理 相 比 W2處 理 黃 瓜 幼苗 地 上 部 干 重 顯 著 增 加 而 地 下 部 干 重 和 根 冠 比 明顯 降 低 W3處 理 下 黃 瓜 幼 苗 地 上 部 干 重 地 下 部 作 物 雜 志 Crops 2023 年 第 1 期198干 重 和 根 冠 比 較 CK 處 理 均 有 增 加 分 別 增 加16 74 5 36 和 4 82 并 且 在 W3和 CK 處 理 間地 上 部 干 重 差 異 達(dá) 顯 著 水 平 表2 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗干物質(zhì)積累量的影響Table2 EffectsofEDTAondrymatteraccumulationofcucumberseedlingsunderchromiumstress處 理Treatment 地 上 部 干 重Dryweightofshoot g 地 下 部 干 重Dryweightofroot g 根 冠 比Root shootratio CK 0 675 0 024b 0 056 0 004a 0 083 0 008bW1 0 561 0 022c 0 053 0 002a 0 094 0 002aW2 0 749 0 029a 0 051 0 005a 0 069 0 006cW3 0 788 0 045a 0 059 0 003a 0 087 0 005b2 3 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊懹?表 3 可 知 與 CK 處 理 相 比 W1 處 理 的Fv Fm 無 明 顯 變 化 而 PS qP 和 NPQ 均 有 顯 著增 加 分 別 增 加 10 53 6 41 和 25 00 W 2處 理 的 葉 片 PS 較 CK 處 理 顯 著 降 低 NPQ 顯 著增 加 而 Fv Fm和 qP無 顯 著 差 異 W3處 理 的 Fv Fm和 qP與 CK 處 理 無 顯 著 差 異 PS 顯 著 降 低 且 與W2處 理 之 間 無 顯 著 差 異 而 NPQ 顯 著 增 加 增加 42 86 表3 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊慣able3 EffectsofEDTAonchlorophyllfluorescencecharacteristicsofcucumberseedlingsunderchromiumstress處 理 Treatment F v Fm PS qP NPQCK 0 77 0 01a 0 57 0 01b 0 78 0 04b 0 28 0 01cW1 0 74 0 06a 0 63 0 01a 0 83 0 05a 0 35 0 02bW2 0 77 0 01a 0 55 0 01c 0 77 0 06b 0 34 0 02bW3 0 76 0 01a 0 54 0 01c 0 77 0 08b 0 40 0 01a2 4 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系POD活性的影響由 圖 1 可 知 W1處 理 幼 苗 葉 片 和 根 系 POD 活性 較 CK 處 理 均 有 顯 著 提 高 分 別 提 高 50 00 和16 67 與 CK 處 理 相 比 W 2處 理 幼 苗 葉 片 和 根系 POD 活 性 均 有 顯 著 提 高 分 別 提 高 92 50 和60 42 W3 處 理 幼 苗 葉 片 和 根 系 POD 活 性 均 較W2處 理 顯 著 降 低 但 顯 著 高 于 CK 處 理 2 5 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系MDA含量的影響圖 2 表 明 W1處 理 下 黃 瓜 幼 苗 葉 片 MDA 含 不 同 字 母 表 示 不 同 處 理 在 0 05水 平 上 差 異 顯 著 下 同Different letters in the figure represent significant difference betweendifferenttreatmentsatthe0 05level thesamebelow圖1 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系POD活性的影響Fig 1 EffectsofEDTAonPODactivityinleavesandrootsofcucumberseedlingsunderchromiumstress量 與 CK 處 理 相 比 無 明 顯 變 化 而 根 系 MDA 含量 有 顯 著 降 低 降 低 13 17 W2 處 理 的 黃 瓜 幼苗 葉 片 MDA 含 量 較 CK 處 理 出 現(xiàn) 一 定 降 低 降 低幅 度 為 11 22 而 根 系 MDA 含 量 無 明 顯 差 距 在 W 3處 理 下 黃 瓜 幼 苗 葉 片 MDA 含 量 顯 著 低 于CK 處 理 而 根 系 MDA 含 量 與 CK 處 理 間 無 顯 著差 異 圖2 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系MDA含量的影響Fig 2 EffectsofEDTAonMDAcontentinleavesandrootsofcucumberseedlingunderchromiumstress2 6 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗可溶性蛋白和Pro含量的影響由 圖 3 可 知 W1處 理 的 幼 苗 葉 片 可 溶 性 蛋 白含 量 較 CK 處 理 顯 著 降 低 而 葉 片 中 Pro 含 量 顯 著增 加 W 2較 CK 處 理 幼 苗 葉 片 可 溶 性 蛋 白 含 量 顯著 降 低 55 78 而 葉 片 中 Pro 含 量 顯 著 增 加52 08 W3處 理 幼 苗 葉 片 可 溶 性 蛋 白 含 量 增 加 到W1處 理 時(shí) 的 水 平 而 葉 片 中 Pro 含 量 仍 持 續(xù) 上 升 較 CK 處 理 增 加 63 87 d c a b c b a b根 系 Root 0100 200300 400500 POD活性 POD activity U g FW W3W2W1CK 處 理 Treatment 葉 片 Leaf a b a aa a b b 根 系 Root MDA含量 MDA content mm ol g FW W3W2W1CK 處 理 Treatment 葉 片 Leaf 024 6810 1214 總 第 212 期 張 盼 盼 等 EDTA 對(duì) 鉻 脅 迫 下 黃 瓜 幼 苗 生 長(zhǎng) 及 生 理 特 性 的 影 響 199 圖3 EDTA對(duì)鉻脅迫下黃瓜幼苗葉片可溶性蛋白和Pro含量的影響Fig 3 EffectsofEDTAonsolubleproteinandProcontentsinleavesofcucumberseedlingunderchromiumstress3討論通 過 植 物 的 形 態(tài) 特 征 可 初 步 判 斷 植 物 所 處 環(huán)境 的 優(yōu) 劣 與 受 脅 迫 的 程 度 本 研 究 表 明 在 鉻 脅 迫環(huán) 境 下 2 4mmol LEDTA 溶 液 下 黃 瓜 幼 苗 株 高 逐步 提 高 這 與 楊 培 玉 等 13 在 水 稻 上 的 研 究 結(jié) 果 一致 黃 瓜 幼 苗 的 莖 粗 和 根 平 均 直 徑 隨 EDTA 濃 度 增加 沒 有 明 顯 的 變 化 黃 瓜 幼 苗 綠 葉 面 積 和 總 根 長(zhǎng) 隨EDTA濃 度 增 加 而 增 加 最 終 超 過 無 EDTA 處 理 時(shí)的 黃 瓜 幼 苗 但 1 2mmol LEDTA 處 理 下 葉 面 積 和總 根 長(zhǎng) 比 CK 處 理 顯 著 降 低 并 且 總 根 長(zhǎng) 降 低 幅 度大 于 綠 葉 面 積 可 能 是 低 濃 度 EDTA 增 加 Cr 的 溶解 性 提 高 被 植 物 吸 收 的 可 能 性 導(dǎo) 致 根 系 和 葉 片中 積 累 較 多 的 鉻 離 子 從 而 表 現(xiàn) 出 總 根 長(zhǎng) 和 葉 面 積降 低 的 效 果 22 同 時(shí) 地 上 部 干 重 和 地 下 部 干 重 隨EDTA濃 度 增 加 整 體 呈 上 升 趨 勢(shì) 但 低 濃 度 EDTA處 理 地 上 部 干 重 和 地 下 部 干 重 均 較 小 變 化 態(tài) 勢(shì) 與綠 葉 面 積 一 致 并 且 2 和 4mmol LEDTA 處 理 下 的地 上 部 干 重 顯 著 高 于 CK 處 理 而 地 下 部 干 重 在 各處 理 間 無 顯 著 差 異 說 明 EDTA 對(duì) 黃 瓜 幼 苗 葉 片 擺脫 重 金 屬 鉻 脅 迫 快 于 根 系 光 合 作 用 的 正 常 進(jìn) 行 有 助 于 植 物 的 生 長(zhǎng) 發(fā)育 23 重 金 屬 對(duì) 植 物 的 光 合 作 用 產(chǎn) 生 影 響 葉 綠素 熒 光 指 標(biāo) 能 體 現(xiàn) 光 合 作 用 原 初 反 應(yīng) 的 進(jìn) 程 并與 光 呼 吸 和 暗 呼 吸 等 過 程 有 所 聯(lián) 系 24 如 PS 可直 接 反 映 光 能 轉(zhuǎn) 換 ATP 和 NADPH 并 最 終 合 成 糖 的 能 力 NPQ 可 反 映 葉 片 將 過 剩 的 光 能 作 為 熱 耗散 的 能 力 是 植 物 主 動(dòng) 避 免 光 損 傷 的 能 力 本 研 究表 明 在 鉻 脅 迫 環(huán) 境 中 低 濃 度 EDTA處 理 下 黃 瓜幼 苗 葉 片 中 Fv Fm PS qP和 NPQ 均 有 提 高 說明 低 濃 度 EDTA 能 夠 緩 解 鉻 脅 迫 對(duì) 黃 瓜 幼 苗 光 合作 用 的 影 響 而 隨 著 EDTA 濃 度 的 提 高 除 NPQ有 提 高 外 其 他 葉 綠 素 熒 光 指 標(biāo) 降 低 說 明 高 濃 度的 EDTA 反 而 會(huì) 限 制 黃 瓜 幼 苗 的 光 合 過 程 面 對(duì) 各 種 環(huán) 境 的 變 化 植 物 會(huì) 有 對(duì) 應(yīng) 的 響 應(yīng) 機(jī)制 一 般 表 現(xiàn) 為 體 內(nèi) 不 同 物 質(zhì) 含 量 的 變 化 如 POD主 要 起 到 清 除 氧 代 謝 中 產(chǎn) 出 的 H 2O2及 伴 生 產(chǎn) 出 的有 機(jī) 過 氧 化 物 的 作 用 25 植 物 體 內(nèi) POD 活 性 對(duì) 抗氧 化 代 謝 至 關(guān) 重 要 MDA 被 用 來 衡 量 膜 損 傷 的 程度 26 隨 著 MDA 在 植 物 體 內(nèi) 積 累 將 會(huì) 導(dǎo) 致 細(xì) 胞 膜和 酶 的 破 壞 可 溶 性 蛋 白 和 Pro 在 鹽 漬 干 旱 和 低溫 等 脅 迫 條 件 下 大 量 積 累 可 增 強(qiáng) 植 物 的 抗 逆 性 27 本 研 究 結(jié) 果 表 明 在 鉻 脅 迫 下 黃 瓜 幼 苗 葉 片 和 根系 中 POD 活 性 隨 EDTA 濃 度 增 加 呈 先 上 升 后 下 降的 變 化 趨 勢(shì) 當(dāng) EDTA 濃 度 達(dá) 到 2mmol L 時(shí) POD活 性 達(dá) 到 頂 峰 隨 后 開 始 降 低 說 明 濃 度 過 高 的EDTA 不 利 于 鉻 脅 迫 傷 害 效 應(yīng) 的 緩 解 這 與 吳 順等 15 在 蘿 卜 芽 苗 菜 上 的 研 究 結(jié) 果 一 致 黃 瓜 幼 苗 葉片 中 MDA 含 量 隨 EDTA 濃 度 的 增 加 而 逐 漸 降 低 而 根 系 中 MDA含 量 隨 EDTA濃 度 增 加 先 降 低 后 升高 說 明 不 同 濃 度 EDTA 對(duì) 重 金 屬 鉻 脅 迫 下 黃 瓜 幼苗 葉 片 和 根 系 細(xì) 胞 膜 透 性 影 響 不 同 黃 瓜 幼 苗 葉 片中 可 溶 性 蛋 白 含 量 隨 著 EDTA 濃 度 增 加 呈 先 降 低后 升 高 的 趨 勢(shì) 但 整 體 較 CK 處 理 有 所 降 低 而 Pro含 量 卻 隨 EDTA 濃 度 增 加 而 增 加 原 因 可 能 是 可 溶性 蛋 白 被 分 解 其 分 解 產(chǎn) 物 之 一 是 Pro 從 而 增 強(qiáng)黃 瓜 幼 苗 耐 鉻 性 所 以 EDTA 可 能 是 通 過 調(diào) 控 Pro含 量 來 控 制 植 物 耐 鉻 性 4結(jié)論 當(dāng) EDTA 的 濃 度 為 1 2mmol L 時(shí) 可 提 高 鉻 脅迫 下 幼 苗 葉 片 的 光 合 作 用 增 強(qiáng) 葉 片 和 根 系 中 POD的 活 性 降 低 葉 片 膜 質(zhì) 過 氧 化 程 度 促 進(jìn) 黃 瓜 幼 苗地 上 部 形 態(tài) 的 發(fā) 育 從 而 有 效 緩 解 鉻 脅 迫 對(duì) 黃 瓜 幼苗 的 危 害 參考文獻(xiàn) 1 龔 繼 明 重 金 屬 污 染 的 緩 與 急 植 物 生 理 學(xué) 報(bào) 2014 50 5 567 568 2 閆 樹 熙 劉 昆 郭 利 鋒 西 部 資 源 富 集 地 區(qū) 資 源 環(huán) 境 承 載 力 評(píng) W3W2W1CK 處 理 Treatment 可溶性蛋 白含量 Soluble p rotein con tent mg g FW a b c b Pro含量 FW c b a a 0 00 20 40 6 0 81 01 21 4 1 61 82 0 010 2030 4050 60 作 物 雜 志 Crops 2023 年 第 1 期200價(jià) 研 究 以 國 家 級(jí) 能 源 化 工 基 地 榆 林 市 為 例 中 國 農(nóng) 業(yè) 資 源與 區(qū) 劃 2020 41 7 57 64 3 王 熒 榆 林 市 主 要 公 路 農(nóng) 田 土 壤 重 金 屬 污 染 特 征 分 析 黑 龍 江農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2019 9 59 63 4 朱 玉 高 陜 北 煤 礦 區(qū) 農(nóng) 田 土 壤 重 金 屬 污 染 現(xiàn) 狀 及 修 復(fù) 技 術(shù) 研究 潔 凈 煤 技 術(shù) 2014 20 5 105 108 5 Tajammul H Mohammad S Sheo M P et al Ethylene needsendogenous hydrogen sulfide for alleviating hexavalent chromiumstress in Vigna mungo L and Vigna radiata L EnvironmentalPollution 2021 290 117968 6 楊 靜 雅 符 倩 張 皓 月 等 土 施 納 米 氧 化 鋅 對(duì) 蚯 蚓 生 理 和 黃 瓜 幼 苗 生 長(zhǎng) 的 影 響 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2021 40 3 525 534 7 廉 華 馬 光 恕 李 梅 等 棘 孢 木 霉 菌 劑 對(duì) 黃 瓜 生 理 特 性 及 產(chǎn)質(zhì) 量 的 影 響 中 國 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2021 26 6 42 52 8 Gr manH Velikonja Bolta VodnikD etal EDTAenhancedheavymetalphytoextra ction Metalaccumulation leachingandtoxicity PlantandSoil 2001 235 1 105 114 9 駱 永 明 強(qiáng) 化 植 物 修 復(fù) 的 螯 合 誘 導(dǎo) 技 術(shù) 及 其 環(huán) 境 風(fēng) 險(xiǎn) 土 壤 2000 32 2 57 61 74 10 Chaney R L Brown J C Tiffin L O Obligatory reduction offerricchelateinironuptakebysoybeans PlantPhysiology 1972 50 208 213 11 LiphadziMS KirkhamMB MankinKR etal EDTA assistedheavy metal uptake by poplar and sunflower grown at a long termsewagesludgefarm PlantandSoil 2003 257 1 171 182 12 鄧 本 良 田 靜 高 曉 曉 等 EDTA對(duì) 重 金 屬 鎘 脅 迫 下 玉 米 種子 發(fā) 芽 率 的 影 響 安 徽 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2020 48 19 43 44 47 13 楊 培 玉 楊 水 平 鎘 污 染 農(nóng) 田 施 用 EDTA對(duì) 水 稻 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 的 影響 安 徽 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2009 35 19 8941 8943 14 趙 輝 郝 振 萍 EDTA對(duì) 鎘 脅 迫 下 小 白 菜 幼 苗 保 護(hù) 酶 活 性 的 影響 金 陵 科 技 學(xué) 院 學(xué) 報(bào) 2015 31 3 73 77 15 吳 順 羅 光 宇 彭 麗 霞 EDTA對(duì) 鉛 脅 迫 下 蘿 卜 芽 苗 菜 生 長(zhǎng) 的影 響 北 方 園 藝 2009 1 65 67 16 陳 慶 華 王 永 陳 慶 豐 鉻 對(duì) 黃 瓜 種 子 萌 發(fā) 及 早 期 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 的影 響 廣 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2009 8 75 77 17 陶 洪 斌 林 杉 打 孔 稱 重 法 與 復(fù) 印 稱 重 法 和 長(zhǎng) 寬 校 正 法 測(cè) 定 水稻 葉 面 積 的 方 法 比 較 植 物 生 理 學(xué) 通 訊 2006 42 3 496 498 18 楊 麗 濤 李 楊 瑞 莫 家 讓 噴 施 多 效 好 對(duì) 甘 蔗 葉 片 幾 個(gè) 生理 生 化 特 性 的 效 應(yīng) 研 究 初 報(bào) 廣 西 農(nóng) 學(xué) 院 學(xué) 報(bào) 1990 1 79 83 19 李 合 生 孫 群 趙 世 杰 等 植 物 生 理 生 化 試 驗(yàn) 原 理 和 技 術(shù) 北京 高 等 教 育 出 版 社 2000 195 261 20 高 俊 鳳 植 物 生 理 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2006 210 211 21 王 三 根 植 物 生 理 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 教 程 北 京 科 學(xué) 出 版 社 2017 212 214 22 將 先 軍 駱 永 明 趙 其 國 等 鎘 污 染 土 壤 植 物 修 復(fù) 的 EDTA調(diào) 控 機(jī) 理 土 壤 學(xué) 報(bào) 2003 40 2 205 209 23 楊 德 光 陳 庚 吳 寶 欣 等 去 雄 攜 帶 頂 葉 對(duì) 玉 米 光 合 特 性 干 物 質(zhì) 積 累 及 產(chǎn) 量 的 影 響 西 北 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 2021 30 12 1 9 24 方 怡 然 薛 立 鹽 脅 迫 對(duì) 植 物 葉 綠 素 熒 光 影 響 的 研 究 進(jìn) 展 生態(tài) 科 學(xué) 2019 38 3 225 234 25 逄 洪 波 張 雨 欣 劉 寧 等 鎘 脅 迫 對(duì) 歐 洲 千 里 光 幼 苗 生 理 生化 指 標(biāo) 的 影 響 沈 陽 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2015 46 4 492 496 26 趙 明 德 李 惠 梅 馬 靜 等 堿 脅 迫 對(duì) 燕 麥 幼 苗 生 理 指 標(biāo) 的 響 應(yīng) 西 南 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 自 然 科 學(xué) 版 2021 43 10 58 65 27 羅 巧 玉 王 彥 龍 陳 志 等 水 分 逆 境 對(duì) 發(fā) 草 脯 氨 酸 及 其 代 謝途 徑 的 影 響 草 業(yè) 學(xué) 報(bào) 2021 30 5 75 83 Effects of EDTAon G rowth and Physiological Characteristicsof Cucumber Seedlings under Chromium StressZhang Panpan Wu Xiong Ji Jiangtao Wang Xiaolin College of Life Sciences Yulin University Yulin 719000 Shaanxi China Abstract In order to explore the physiological regulation mechanism of ethylenediamine tetraacetic acid EDTA underalleviatingchromiumstressincucumberseedlings HengyouVegetableGarden wasusedastestmaterials in soil culture with 120mg L chromium ion solution to simulate chromium stress the effects ofdifferent concentrations of EDTA W 1 1mmol L W2 2mmol L and W3 4mmol L on seedling growth andphysiologicalcharacteristicsunderchromiumstresswerestudied Theresultsshowedthat W2 andW3 treatmentspromoted the increase of plant height and dry matter weight of shoot in seedling Meanwhile W2 treatmentincreased the photochemical and non photochemical quenching coefficients of leaf photosystem Peroxidase POD activity in leaves and roots of seedlings was significantly increased after the treatments whilemalondialdehyde MDA content in leaves was significantly decreased under W2 and W3 treatments and MDAcontentinrootswassignificantlydecreasedunderW3 treatment Thecontentofsolubleproteininseedlingleavesdecreased whilethecontentofprolinehadbeenincreasedunderthetreatments Inconclusion 1 2mmol LEDTAunder chromium stress could improve photosynthesis of cucumber seedlings enhance POD activity and osmoticregulation ability slow down the level of membrane lipid peroxidation of seedlings and promote shootmorphologicaldevelopmentofseedlings thuseffectivelyalleviatingtheharmofchromiumstressonseedlings K ey words EDTA Cucumis sativus L Leaf Chromiumstress Physiologicalcharacteristics