La對Cd脅迫下大豆膜脂過氧化及OD活性的影響

La對Cd脅迫下大豆膜脂過氧化及POD活性的影響摘要：利用水培培方法研究稀稀土鑭(LaCl3)對不同Cd濃度(20、50、80ml//L)脅迫下下大豆幼苗膜膜脂過氧化及及POD活性的的影響.實驗表明,CCd脅迫下葉葉綠素含量降降低,質(zhì)膜透性增增大,MDAA含量上升,PPOD活性提提高,且隨Cd濃度上升升變幅增大..適量的La((20mgg/L)在一一定程度上緩緩解Cd傷害,且對低濃度度脅迫的防護護效應(yīng)優(yōu)于高高濃度.考察0~800h動態(tài)變化化時發(fā)現(xiàn),不同處理條條件下,各項生理生生化指標(biāo)的動動態(tài)變化曲線線不盡一致,,皆非簡單的的線性過程..同時也反映映出相應(yīng)的劑劑量效應(yīng)和防防護效果的差差異.關(guān)鍵詞：鑭;鎘脅迫;大豆幼苗苗;質(zhì)膜透性性;PODD活性EffectofLaaonmmembraaneliipidaandacctivittyofPODiintheesoybbeansseedliingunnderCCdstrressAbstracct：EffecctofLaonnmembbranelipiddandactivvityoofPODDintthesooybeannseeddlingssundeerdiffferenntconncentrrationnsofCdsttresswerestudiiedussingwwatercultuuringinthhelabb.Theeresuultssshoweddthattchloorophyyllcoontenttwasdecreeasedandmmembraanepeermeabbilityy,MDAAconttentaandacctivittyofPODwwereiincreaasediintheeplanntstrreateddwithhvariiouscconcenntratiionsoofCd..TherangeeofcchangeewasrelattedwiiththheconncentrrationnofCCd.CoompareedwitththeeplanntstrreateddCd,chlorrophylllconntentwasiincreaasedaandmeembranneperrmeabiility,,MDAconteentanndacttivityyofPPODweeredeecreassedinntheplanttspreetreattedwiithLaa,whiichprrovedthattherrightconceentrattionoofLacanaalleviiatedtheiinjuryyofpplantunderrCdsstresss,anddhaveemoreeeffeectiveeprottectioonagaainstinjurryressulteddbyllowdoosageofCddthannthattofhhighddosagee.Durring00~80hh,theeresuultspproveddthattthechanggingccurvessofeeachpphysioologiccaltoopicsarennotsaame,wwhicharennotsiimplelineaarchaanges..Onttheottherhhand,thepprotecctiveeffecctwassrelaatedwwithtthecooncenttratioonofCd.Keywordds：La;CCd;sooybeannseeddling;;membbranepermeeabiliityPOODacttivityy關(guān)于Cd污染對對植物生長的的影響與內(nèi)部部生理代謝的的傷害已積累累較多資料[[1~2]。雖雖然目前防治治植物鎘污染染的工作多集集中于客土深深翻、調(diào)節(jié)土土壤pH值以降低低鎘的有效性性上，但通過過提高植物自自身防御機制制來減輕鎘致致害的研究也也越來越受人人關(guān)注[3,,4]。將稀稀土作為調(diào)節(jié)節(jié)因子用于重重金屬污染防防護的研究成成果表明，適適當(dāng)與適量的的稀土能減輕輕Cd污染對植植物造成傷害害。鑒于前期期已報道過CCd污染對大大豆幼苗生長長及代謝傷害害與La緩解Cd脅迫傷害害的效果[55]，考慮到脅迫迫效應(yīng)和防護護效果顯現(xiàn)是是一動態(tài)過程程，常與時間間相關(guān)，有必必要進一步研研究La處理的大大豆幼苗在CCd脅迫后不不同時間膜脂脂過氧化與過過氧化物酶（POD）活性動態(tài)變化，該結(jié)果可為客觀評估稀土對重金屬脅迫的影響提供參考。.(材料與方法1.1試材培養(yǎng)養(yǎng)大豆（Glyccinemmax）品種種“黒臍豆”種子用0.11%HgCCl2消毒5minn，無菌水漂漂洗3次，放入墊墊有3層消毒紗布布培養(yǎng)皿中，于于恒溫培養(yǎng)箱箱（25±0.5℃）中萌發(fā)，當(dāng)當(dāng)胚根長至33~4cm時時移入塑杯((Φ=10cmm)中去離子子水培養(yǎng)，每每杯3株。真葉長長出后，移入入1/2Hooglandd營養(yǎng)液中繼繼續(xù)培養(yǎng)。每每3d更換1次營養(yǎng)液，以以確保其pHH值穩(wěn)定，待待第3片真葉完全全展開后處理理。1.2試材處處理配制20mgg/LLaaCl3溶液，用用噴霧器均勻勻噴布大豆葉葉片，滴液為為限，對照（CK）植株噴等量蒸餾水，各處理與CK均3杯，3次重復(fù)。La預(yù)處理48h后，部分幼苗進行Cd脅迫處理，用1/2Hoagland營養(yǎng)液配制濃度分別為20ml/L(T1)、50ml/L(T2)、80ml/L(T3)的CdCl2溶液，每杯裝液250ml，CK為等量1/2Hoagland營養(yǎng)液。1.3指標(biāo)測測定靜態(tài)指標(biāo)測定于于Cd脅迫72h后進行行，葉片葉綠綠素（Chll）含量，質(zhì)質(zhì)膜透性測定定參照文獻[[6]，丙二二醛（MDAA）含量及POOD活性測定定參照文獻[[7]。動態(tài)態(tài)指標(biāo)于Cdd脅迫后5h、10h、20h、40h、80h測定。結(jié)果與分析2.1大豆幼苗苗響應(yīng)La與Cd作用的即即時效應(yīng)Chl是植物光光合作用的結(jié)結(jié)構(gòu)與功能物物質(zhì)。表1數(shù)據(jù)表明，在在T1、T2及T3處理下，大大豆Chl含量降降低，降幅分分別為9.33%、15.2%%、21.2%%。隨Cd脅迫濃度度的增加Chhl含量降幅幅增大，表征征植物受傷害害程度越嚴重重。La預(yù)處理大大豆幼苗，在在不同劑量CCd脅迫下，Chhl含量雖低低于對照但卻卻高于未經(jīng)LLa預(yù)處理的的，且增幅分分別為7.99%、5.7%、2.6%，表表明適當(dāng)劑量量La對Cd傷害有一一定的緩解作作用，且對低低濃度脅迫的的防護效果優(yōu)優(yōu)于高濃度。POD是植物體體內(nèi)重要的活活性氧清除酶酶系，可防止止細胞內(nèi)過量量自由基對生生物大分子與與質(zhì)膜的破壞壞。MDA是細胞胞膜脂過氧化化產(chǎn)物，可與與質(zhì)膜透性一一起表征植物物受逆境傷害害程度。表11數(shù)據(jù)顯示，在在T1、T2及T3處理下,PPOD活性應(yīng)應(yīng)激上升，質(zhì)質(zhì)膜透性及MMDA含量增增大，增幅為為T1（11.0%%、12.3%%、4.2%）＜＜T2（17.6%%、15.2%%、23.4%%）＜T3（27.4%%、30.8%%、40.6%%）。表明此此刻植物雖已已產(chǎn)生應(yīng)激反反應(yīng)，但不足足以抵抗活性性氧觸發(fā)的膜膜脂過氧化和和質(zhì)膜透性增增大。經(jīng)Laa預(yù)處理植株株，3項指標(biāo)變化均均高于CK，但明顯顯低于Cd脅迫植株株，增幅為LLa+T1（1.5%、6.9%、0.6%）＜＜La+T22（4.9%、8.6%、9.8%）＜＜La+T33（11.2%%、24.7%%、25.6%%）。其中，La+T11與La+T22處理下的三三項指標(biāo)均接接近CK（未達到差異異顯著水平），表表明Cd脅迫減弱弱，膜傷害減減輕。表1La對對Cd脅迫下大大豆幼苗葉綠綠素含量，質(zhì)質(zhì)膜透性，MMDA及POD活性的的影響Tab.lEEffecttofLLaonchlorrophylllconntent,,membbranepermeeabiliity,MMDAcoontenttandPODaactiviityoffGlyccinemaaxseeedlinggundeerCdstresss處理Chl含量/mmg·g-1質(zhì)膜透性/%MDA//mgg·g-1POD/△A4470/miin·gCK1.41±0..04a（100.00）39.27±00.91a（100.00）0.913±00.025aa（100.00）0.203±00.014aa（100.00）T11.28±0..03bc（90.7）43.60±00.11bcc（111.00）1.026±00.015bb（112.33）0.211±00.007aab（104.22）La+T11.39±0..01ab（98.6）39.85±00.62a（101.55）0.976±00.019aab（106.99）0.203±00.003aa（100.66）T21.19±0..02c（84.8）46.17±00.33c（117.66）1.053±00.048bb（115.22）0.250±00.012bb（123.44）La+T21.27±0..05b（90.5）41.21±00.37abb（104.99）0.992±00.047aab（108.66）0.222±00.015aab（109.88）T31.11±0..01d（78.8）50.04±00.96d（127.44）1.195±00.027cc（130.88）0.285±00.053cc（140.66）La+T31.15±0..01bc（81.4）43.65±00.61bcc（111.22）1.139±00.051bc（124.77）0.254±00.006bb（125.66）2.2大豆幼苗苗響應(yīng)La與Cd作用的時時段效應(yīng)為了解Cd對大大豆幼苗生理理變化的動態(tài)態(tài)影響與Laa緩解Cd傷害大豆豆植株的動態(tài)態(tài)效應(yīng)，實驗驗中以Chll含量、質(zhì)膜膜透性（E%%）及POD活性為為指標(biāo)、設(shè)880h為一一周期，考察察La與Cd對大豆生生理過程的動動態(tài)影響。在在靜態(tài)實驗基基礎(chǔ)上，動態(tài)態(tài)實驗中舍棄棄T3這個劑量量。2.2.1Laa對Cd脅迫下大大豆幼苗Chhl含量的影影響過程由圖1-A可知知，在0～80h，與CK相比，T11處理下的Chhl含量呈先先下降后上升升的趨勢,降幅分別為為10.3%%、19.4%%、14.8%%、7.1%、5.2%、3.8%。最最終向CK趨近。表表明在低劑量量Cd處理下，脅脅迫強度未超超過植物耐受受負荷，傷害害發(fā)生時，植植物自修復(fù)應(yīng)應(yīng)激啟動，傷傷害在一定程程度上緩和，最最終恢復(fù)到正正常水平；LLa＋T1處理下的的Chl含量變變化規(guī)律與TT1類似，但但同一時間的的變幅均減小小，分別為--1.4%、-7.7%%、-1.2%%、0.4%、1.9%、2.3%，與與T1相比，恢恢復(fù)到正常水水平的時間前前置，表明LLa對Cd傷害具有有緩解作用。經(jīng)經(jīng)T2處理植株株Chl含量呈呈持續(xù)下降趨趨勢，降幅為為15.2%%、31.5%%、34.7%%、36.9%%、49.7%%、54.7%%?？梢钥闯龀觯{迫強度度超出植物自自修復(fù)能力，隨隨時間推移，傷傷害逐漸加深深，沿背離CK方向變化化。而La＋T2處理的Chll含量變化趨趨勢與以上規(guī)規(guī)律皆不同，為為先降后升最最終又降，降降幅為9.55%、20.1%%、9.9%、18.7%%、23.4%%、35.8%%。與T2相比，不不僅同一時段段降幅均減小小，且通過增增強植物抗性性促使修復(fù)能能力加強，傷傷害與修復(fù)相相持階段延長長，崩潰時段段后移。表明明La在一定程程度上緩解CCd對植物造造成的傷害，且且緩解程度與與脅迫強度有有關(guān)。2.2.2LLa對Cd脅迫下大大豆質(zhì)膜透性性的影響過程程由圖1-B知，在在0~80hh，TI處理的大大豆幼苗質(zhì)膜膜透性增幅為為10.6%%、13.8%%、9.9%、6.7%、4.5%、2.6%。呈呈現(xiàn)為先增后后降的變化規(guī)規(guī)律，最終趨趨近于正常水水平，表明保保護系統(tǒng)的應(yīng)應(yīng)激啟動有效效減輕脅迫導(dǎo)導(dǎo)致的活性氧氧增加觸發(fā)的的膜脂過氧化化作用，使傷傷害逐漸減輕輕；而La＋T1處理下，質(zhì)質(zhì)膜透性的變變化規(guī)律與TT1有相似之之處，但同一一時段增幅均均小于T1，分別為為1.9%、9.4%、5.3%、0.5%、-1.3%%、-5.1%%。表明La增強植物物抗脅迫能力力，緩解Cdd傷害；與T11相比，經(jīng)T2處理的植植物質(zhì)膜透性性增幅較大，且且變化規(guī)律不不盡一致，變變化趨勢為先先升后降繼而而陡升（177.9%、30.6%%、15.5%%、10.4%%、22.6%%、31.1%%），最終沿沿背離CK的方向變變化，表明保保護酶系統(tǒng)的的應(yīng)激反應(yīng)難難以抵抗此脅脅迫強度觸發(fā)發(fā)的膜脂過氧氧化作用，最最終傷害仍然然發(fā)生；而LLa＋T2處理下，質(zhì)質(zhì)膜透性變化化規(guī)律雖與TT2類似但增增幅明顯減小小，且劇增時時段延遲，表表明La對Cd傷害有一一定緩解作用用，緩解程度度與脅迫強度度有關(guān)。2.2.3LLa對Cd脅迫下大大豆POD活性的的影響過程POD是植物體體內(nèi)重要的活活性氧清除酶酶，其變化規(guī)規(guī)律在一定程程度上表征植植物修復(fù)的進進程。圖1--C顯示，T1處理后0~110h，POD活性應(yīng)應(yīng)激上升，當(dāng)當(dāng)傷害減輕后后，10~880h酶活又又逐漸降低，恢恢復(fù)到正常水水平；而Laa＋T1處理后0~55h，酶活顯顯著上升，繼繼而緩降，在在CK水平附近近波動。與TT1相比，酶酶活處于較高高水平的時間間段縮短，表表明La能緩解Cd脅迫對植植物造成的傷傷害；T2處理后的的POD活性高高于T1，20～40h上升趨趨勢較陡，表表明傷害的加加劇刺激POOD活性猛增增；而La＋T2處理后10～40h，POD活性波波動不大，440h后，POD活性劇劇增。與T22相比，PODD活性處于較較穩(wěn)定的時間間段延長，而而劇增的時間間段后移，表表明La增強植物物抗Cd脅迫的能能力，傷害加加深的趨勢減減慢，在一定定程度上緩解解Cd對植物的的傷害。2.2.4LLa對Cd脅迫下大大豆膜脂過氧氧化與PODD關(guān)系為進一步明晰LLa對Cd脅迫下，大大豆幼苗膜脂脂過氧化與PPOD活性間間的關(guān)系，將將葉綠素（CChl）含量量和質(zhì)膜透性性（E）與POD活性做做相關(guān)性分析析。利用非線線性回歸方程程得到相關(guān)系系數(shù)（R2），分析后后發(fā)現(xiàn)，T22與La+T22處理下，Chhl~PODD、E~PODD間相關(guān)性非非常顯著，且且La+T22高于T2；對于T1與La+T11處理，也是是La+T11處理的植株株指標(biāo)間相關(guān)關(guān)性較高，由由此也可推斷斷，La通過提高高植物細胞保保護酶活性、清清除自由基能能力來減輕CCd脅迫造成成的傷害。表2La對CCd脅迫下大大豆幼苗膜脂脂過氧化與PPOD回歸方方程的相關(guān)系系數(shù)表（R2）Table22thecorreelatiooncoeefficiientsofsoomereegresssioneequatiionsffromtthereelatioonshippbetwweenmmembraaneliipidpperoxiidatioonanddtheactivvityoofPODD處理T1La+T1T2La+T2Chl~POOD0.47330.99530.94450.9825E~POD0.68870.81550.91280.9997圖1La對CCd脅迫下大大豆幼苗Chhl含量，質(zhì)質(zhì)膜透性及PPOD活性的的影響Fig1EfffectoofLaonchhloropphyllconteent,mmembraanepeermeabbilityyandCATaactiviityoffGlyccinemmaxseeedlinggundeerCdstresss3結(jié)論3.1靜態(tài)實實驗結(jié)果顯示示，Chl含量、質(zhì)質(zhì)膜透性、MMDA含量及及POD活性的的變化與3個脅迫劑量量的響應(yīng)序列列為：T3＞T2＞T1；適當(dāng)劑劑量La對Cd傷害有一一定的緩解作作用，且對低低濃度脅迫的的防護效果優(yōu)優(yōu)