重金属污染已经成为阻碍全世界农业生产发展的主要源头之一,Cd作为植物的非必需元素之一,极小的含量却能造成极大的损失,逐渐引起了社会的广泛关
重金属污染已经成为阻碍全世界农业生产发展的主要源头之一,Cd作为植物的非必需元素之一,极小的含量却能造成极大的损失,逐渐引起了社会的广泛关注,土壤Cd污染已经成为悬在人类头上的达摩克利斯之剑[8]。小麦是世界性的重要粮食作物,Cd胁迫能显著的抑制小麦生长,从而降低小麦的产量。了解小麦对Cd胁迫的响应机制、探究Cd对小麦生长抑制效应的缓解,对我国,甚至全世界小麦的安全生产具有很重要的意义。吲哚乙酸(IAA)属于吲哚类化合物,是重要的植物生长素,普遍存在于植物的体内。它被用做植物生长的刺激素,促进植物的生长,但过量会导致植物生长被抑制[9],同时植物不同的器官对生长素最适浓度的要求也是不同的。IAA对植物在重金属毒害的缓解方面已经取得了明显的效果[10],但是对Cd胁迫下小麦的缓解影响研究较少。
本次试验采取不同浓度的IAA溶液,处理处于Cd胁迫下的小麦幼苗,探究其对小麦苗期生长的影响及机理。以期在生产实践中,为小麦在重金属Cd污染的土壤上种植提供理论依据和技术支撑,满足人们对小麦的大量需求。
1材料与方法
1.1实验材料
本次试验选用“周原9639”品种,由周口师范学院生命科学与农学学院的植物遗传与分子育种重点实验室提供。
1.2处理方法
挑选大粒、饱满的小麦种子,浸泡在浓度0.1%的HgC12溶液中,消毒10min后,用蒸馏水多次冲洗小麦种子的表面,浸泡在蒸馏水中24h,使种子充分的吸水萌发,将已经浸过种的小麦种子随机分成7组,均匀的播种在铺有两层滤纸的塑料托盘上,置于28℃ 的恒温培养箱中培养,每天用配置好的MS营养液进行喷施处理。至小麦幼苗生长到两叶一心期时,其中6盆使用100mg/LCdCl2+MS营养液进行根部胁迫处理;同时用等量不同浓度(0mmol/L、5mmol/L、10mmol/L、15mmol/L、20mmol/L、25mmo/L)的IAA溶液进行叶面喷施处理,以MS营养液正常培养的小麦种子作为对照处理(CK)。在培养6天后,对其形态指标、相关生理指标进行测定分析,每个处理均做3次重复。
1.3 测定指标与方法
1.3.1幼苗生长指标
在每组处理中,随机抽取10棵小麦幼苗,测定根长、株高,其实际距离为幼苗胚轴基部到形态学末端的距离。
1.3.2幼苗生理指标
小麦幼苗叶片中可溶性蛋白的含量用考马斯亮蓝G-250比色法来测定[11];小麦幼苗叶片中游离脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮法[12];小麦幼苗叶片中丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸(TBA)法[13];小麦幼苗叶片中叶绿素总含量的测定采用分光光度计法[14];小麦幼苗叶片中过氧化物酶(POD)活性的测定采用愈创木酚比色法[15]。
1.4 数据统计与分析
试验中,每组处理均做三次重复,求出平均值;采用Microsoft Office Excel 2003软件处理数据制作条形统计图。
2结果与分析
2.1不同浓度IAA溶液处理对Cd2+胁迫的小麦幼苗的生长的影响
由图1可知,伴随IAA溶液浓度的逐渐提高,小麦株高呈现出先升高而后降低的趋势。0mmol/L处理的株高为14.6cm,与加入5mmol/L的IAA溶液缓解后的处理组相比,5mmol/L增加了0.3cm,较之0mmol/L处理,5mmol/L、10mmol/L IAA处理小麦幼苗的株高都存在不同程度的增加;10mmol/L、15mmol/L、20mmol/L、25mmol/L处理中小麦幼苗的株高开始不断的减小,说明了IAA溶液在浓度较小时,对Cd胁迫下小麦幼苗的生长存在明显的促进,伴随着IAA溶液浓度的升高,株高开始逐渐减小,较高浓度的IAA溶液本身对植物的生长就存在一定程度的抑制作用,同时小麦幼苗还处于重金属Cd的胁迫之下,说明IAA在浓度较高的时候,对Cd胁迫下的小麦幼苗缓解不是很明显。