以选自温室中生长健壮的1年生八仙花(Hydrangea macrophylla)扦插苗、采集自实验基地附近农田表层土壤(0～15 cm)为基材,以硝酸铅溶液(Pb(NO3)2质量分数为500、1 000、2 000 mg/kg)、七水硫酸锌溶液(ZnSO4·7H20质量分数为300、600、1 200 mg/kg)为铅锌胁迫处理剂,试验在西北农林科技大学科研温室进行.将采集的土壤在干燥通风处风干、粉碎、用4mm筛过筛后,按照试验设计方案,将铅锌胁迫处理剂(单一、协同)均匀喷洒入处理好的基材土壤,然后置于阴凉处30d,使土壤中的重金属稳定(污染土壤).将污染土壤加入提前清洗好的花盆中,每盆含有6.0 kg 土壤、种植1株1年生八仙花,每个处理3个重复;生长试验持续50 d(2020年11月7日一2020年12月27日)后,收获八仙花植株,测定生长指标、生理指标、光合指标、重金属质量分数及亚细胞分布.应用方差分析法、最小显著差异法,分析八仙花对铅、锌的单一胁迫和协同胁迫的防御机制和富集特征.结果表明:八仙花在重金属胁迫处理时,根系生长受到抑制,与对照相比,根长在质量分数为2 000 mg/kg的硝酸铅胁迫处理时降低了 25.1％.此外,八仙花在铅、锌胁迫时生理指标也发生了明显变化.与对照相比,质量分数为2 000 mg/kg的硝酸铅胁迫处理、质量分数为1200 mg/kg的七水硫酸锌胁迫处理、"质量分数为2 000 mg/kg的硝酸铅+质量分数为1 200 mg/kg的七水硫酸锌"协同胁迫处理,八仙花的丙二醛质量摩尔浓度分别增加85.26、73.65、48.41μmol·g-1,脯氨酸质量分数分别增加661.06、663.23、402.68 μg·g-1,超氧化物歧化酶(SOD)活性分别增加0.26、0.38、0.32 U·g-1·h-1,过氧化物酶(POD)活性分别增加50.27、92.51、85.47 U·g-1·h-1,过氧化氢酶(CAT)活性分别增加3.91、0.19、1.20U·g-1·h-1;质量分数为2 000 mg/kg的硝酸铅胁迫处理时类胡萝卜素质量分数减少0.006μg·g-1,质量分数为1 200 mg/kg的七水硫酸锌胁迫处理、"质量分数为2 000 mg/kg的硝酸铅+质量分数为1 200 mg/kg的七水硫酸锌"协同胁迫处理,类胡萝卜素质量分数分别增加0.008、0.01 μg·g-;说明高质量分数的重金属胁迫处理时,八仙花体内渗透调节物质和抗氧化酶活性增加,类胡萝卜素质量分数增加,保护光合系统,从而增强八仙花对重金属胁迫的抗性.与对照相比,质量分数为2 000 mg/kg的硝酸铅胁迫处理、质量分数为1200 mg/kg的七水硫酸锌胁迫处理,八仙花根部积累的铅和锌的质量分数,分别高于地上部54.56、103.09 mg/kg.八仙花重金属亚细胞分布,铅积累在八仙花根部的细胞壁部分(39.45％),而大部分的锌可以穿过细胞壁,进入细胞器和细胞可溶性部分.此外,铅和锌对八仙花的毒害机制不同:铅对八仙花的根系毒害作用大,造成根系的缩短更明显;锌对八仙花光合和抗氧化酶系统毒害作用大,相关的生理指标变化更明显.在铅锌协同胁迫时,与对照相比八仙花对两种金属的吸收量增加,但形态与生理指标的变化程度较单一金属小,说明铅锌协同胁迫对植株的毒害作用减弱.八仙花对铅锌具有一定的抗性,虽然没有达到超富集植物的标准,但具有一定的植物稳定的潜力.

八仙花;形态生长;植物生理生化;铅胁迫;锌胁迫;富集特征

张瑛;宋子怡;赵冰

西北农林科技大学,陕西·杨凌,712100

东北林业大学学报

[1]张瑛;宋子怡;赵冰-.八仙花对铅锌的抗性及富集特征)[J].东北林业大学学报,2022(08):41-48

7H20

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