珙桐幼苗生理生化指標(biāo)對(duì)重金屬鉛、鎘脅迫的響應(yīng)

劉朝榮 張柳青 楊艷 黃興 黎云祥 權(quán)秋梅 朱曉華

摘 要：鉛和鎘在土壤中表現(xiàn)出很強(qiáng)的毒性，嚴(yán)重危害植物的生長(zhǎng)發(fā)育。該研究著眼于中國(guó)特有瀕危珍稀植物珙桐，探究盆栽實(shí)驗(yàn)條件下其抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）以及游離脯氨酸、可溶性蛋白對(duì)不同濃度重金屬鉛、鎘脅迫的響應(yīng)規(guī)律。結(jié)果表明：（1）不同濃度鉛處理下，珙桐幼苗MDA濃度均顯著高于對(duì)照組，而鎘脅迫條件下除10 mg·kg-1濃度外，其余處理組MDA濃度也顯著高于對(duì)照組，表明了鉛和鎘污染加劇了珙桐膜脂過(guò)氧化進(jìn)程。（2）游離脯氨酸隨著鉛、鎘濃度的增加，表現(xiàn)出先增加后降低的現(xiàn)象，分別在鉛濃度≥800 mg·kg-1和鎘濃度≥20 mg·kg-1處理下顯著低于對(duì)照組?？扇苄缘鞍诐舛入S著鉛濃度的增加也表現(xiàn)出先增后減的規(guī)律，其濃度在鎘脅迫下均顯著高于對(duì)照組?？扇苄缘鞍缀陀坞x脯氨酸的增加可以提高珙桐抵抗低濃度重金屬危害的能力，高濃度重金屬對(duì)珙桐則產(chǎn)生抑制作用。（3）隨著鉛和鎘濃度的增加，珙桐抗氧化酶活性也表現(xiàn)出先增加后降低的特征，表明了低濃度重金屬（鉛濃度≤600 mg·kg-1，鎘濃度≤5 mg·kg-1）容易激活珙桐抗氧化應(yīng)激反應(yīng)，有效地減少重金屬的危害，高濃度的重金屬則會(huì)抑制抗氧化酶活性。（4）通過(guò)相關(guān)性和主成分分析表明，珙桐幼苗中抗氧化酶、游離脯氨酸可以較好地反映珙桐對(duì)兩種重金屬脅迫的響應(yīng)規(guī)律。

關(guān)鍵詞：珙桐，鉛，鎘，抗氧化酶，膜脂過(guò)氧化

中圖分類(lèi)號(hào)：Q945.78

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-3142（2021）09-1401-10

Abstract：Lead （Pb）and cadmium （Cd），which are very toxic heavy metals found in soil，severely impair plant growth. This study focuses on Davidia involucrata，a rare relic plant in China，exploring the responses of the antioxidant enzymes，malondialdehyde （MDA）and free proline，soluble protein to different concentrations Pb and Cd by pot experiment. The results were as follows：（1）The concentrations of MDA in D. involucrata seedlings were higher in different concentrations of Pb than that in the control group. The MDA concentrations of the different concentrations of Cd，except for the concentration was 10 mg·kg-1，was significantly higher than that in the control group，indicating the increased degree of cell membrane lipid peroxidation of D. involucrata. （2）Free proline concentration of osmoregulation substances initially increased and then decreased with the increase concentrations of Pb and Cd，which was lower than that in the control group under treatment of Pb concentration ≥800 mg·kg-1 and Cd concentration ≥20 mg·kg-1，respectively. With the increase of Pb concentration，the soluble protein concentration also showed an initial increase and then decrease trend. The concentrations of soluble protein were higher in the treatment groups of Cd than that in the control group. The increase of soluble protein and free proline enhanced the stress resistance of D. involucrata to resist the damage. In addition，the high concentration of heavy metals inhibited the growth of D. involucrata. （3）Antioxidant enzyme activities also initially increased and then decreased with the increase of Pb and Cd concentrations，indicating that low concentrations of heavy metals（Pb concentration≤600 mg·kg-1 and Cd concentration≤5 mg·kg-1）could easily activate the antioxidant capacity of D. involucrata and it could deal with the harm，while high concentrations of heavy metals could inhibit the activities of antioxidant enzymes. （4）The correlation and principal component analysis showed that antioxidant enzymes and free proline in D. involucrata seedlings had important indicative effects on the stresses of the two heavy metals.

Key words：Davidia involucrata，Pb，Cd，antioxidant enzymes，membrane lipid peroxidation

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度加劇，加速了污染物向大氣、水和土壤的釋放，進(jìn)而降低自然資源質(zhì)量，危害動(dòng)植物和人類(lèi)的健康。土壤是重要的物質(zhì)和能量交換媒介，也是陸生植物生長(zhǎng)繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，由于人為的干擾導(dǎo)致了土壤污染的加劇。其中，土壤重金屬污染具有難降解、易遷移、潛伏期長(zhǎng)等污染特征，我國(guó)受污染最嚴(yán)重的兩種重金屬污染物是鉛（Pb）和鎘（Cd）。對(duì)于植物而言，鉛、鎘并非植物生長(zhǎng)所需要的元素，但它們會(huì)通過(guò)植物根系吸附作用遷移到植物體內(nèi)，過(guò)量的鉛、鎘會(huì)抑制植物細(xì)胞酶的活性和功能，干擾植物的呼吸和光合作用，進(jìn)而阻礙植物的生長(zhǎng)發(fā)育，造成累積毒害現(xiàn)象。植物抗氧化酶通常作為植物抵抗重金屬脅迫的重要指示指標(biāo)，重金屬刺激植物產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，生成較多的超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）等自主清除體內(nèi)過(guò)多的氧自由基。因此，其活性增加表明植物抵御不利環(huán)境的能力也增強(qiáng)。另外，游離脯氨酸的積累也是植物在受到不利環(huán)境條件下的一種重要解毒機(jī)制。可溶性蛋白受到重金屬毒害作用后主要表現(xiàn)出變性、降解等現(xiàn)象，從而使酶參與的代謝活動(dòng)發(fā)生功能紊亂（楊惠等，2013;唐探等，2015）。然而，MDA的積累則指示植物受到逆境傷害的程度較高，尤其是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞的程度。

珙桐（Davidia involucrata），俗稱(chēng)鴿子樹(shù)，屬于珙桐科（Davidiaceae）落葉喬木，是第三紀(jì)古熱帶植物區(qū)的遺跡種，我國(guó)特有屬種，已被列為重點(diǎn)保護(hù)野生植物。目前，我國(guó)現(xiàn)有的野生種僅分布在四川省西南部、湖北省中部及周邊地區(qū)。由于珙桐具有較高的觀賞價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和藥用價(jià)值，已被廣泛地引種在自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等地區(qū)（王寧寧等，2011）。許多學(xué)者對(duì)珙桐展開(kāi)了研究，主要集中在人工繁殖和引種、種群生態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)等領(lǐng)域（朱利君等，2007）。賀金生等（1995）研究了珙桐及珙桐林的天然分布特征和分布區(qū)的自然環(huán)境狀況;Tang et al.（2017）運(yùn)用物種分布模型預(yù)測(cè)了珙桐氣候適宜區(qū)域的未來(lái)分布狀況;劉周莉等（2009）在42 ℃熱處理下對(duì)珙桐幼苗進(jìn)行了基于RNA-Seq的基因表達(dá)分析，對(duì)珙桐的研究有利于提高其存活率以及較好地規(guī)劃保護(hù)措施，具有重要的意義。由于重金屬污染物質(zhì)會(huì)通過(guò)大氣干濕沉降、污水灌溉等進(jìn)入到土壤中，一部分有害重金屬被截留在土壤中，通過(guò)植物富集和遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)入植物體內(nèi)阻礙其正常生長(zhǎng)發(fā)育、降低生物量等（韓琳等，2020）。珙桐對(duì)其生長(zhǎng)環(huán)境有較高的要求，土壤質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)珙桐的生長(zhǎng)具有重要的影響作用。然而，關(guān)于土壤重金屬污染對(duì)珙桐幼苗的生理生化指標(biāo)影響的研究較少，相關(guān)資料比較缺乏。因此，本研究分析了珙桐幼苗的抗氧化酶、MDA、可溶性蛋白以及游離脯氨酸在不同濃度土壤重金屬鉛、鎘污染條件下的活性或濃度變化規(guī)律，以期探討珙桐對(duì)重金屬污染的響應(yīng)機(jī)制和潛在影響因素，為進(jìn)一步研究珙桐在逆境下的生存能力提供了研究資料，也為保護(hù)珙桐、提高成活率及制定合理的保護(hù)規(guī)劃提供了參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

珙桐幼苗（三年生）均來(lái)自四川省什邡市，實(shí)驗(yàn)所使用的土壤pH為7.67±0.07，全氮、全磷含量分別為513.47、472.5 mg·kg-1，其中Pb、Cd的背景值含量分別為5.71、0.09 mg·kg-1。

1.2 栽培和處理

根據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995），使用Pb（NO3）2和CdCl2·2.5H2O制備重金屬溶液，分別模擬低濃度、中濃度和高濃度鉛和鎘脅迫環(huán)境（表1）。配制的溶液添加到土壤中并混合均勻，用盆栽土培的實(shí)驗(yàn)方法于西華師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)基地培養(yǎng)90 d（2018年6月至2018年8月），每組處理均重復(fù)3次。

1.3 生理生化指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 株高 重金屬處理前，用卷尺測(cè)量每株珙桐幼苗的株高，3次重復(fù)。經(jīng)90 d重金屬處理后，再次測(cè)量每株幼苗的株高，均3次重復(fù)。計(jì)算株高增量，即處理后株高減去處理前株高。

1.3.2 MDA、游離脯氨酸和可溶性蛋白 摘取同一功能區(qū)的葉片3～5片，置于冰盒中，立即送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)。MDA采用硫代巴比妥方法測(cè)定（AbdElgawad et al.，2019），游離脯氨酸使用磺基水楊酸法測(cè)定（Jin et al.，2019），可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定（Cheng et al.，2016）。

1.3.3 抗氧化酶活性 SOD、POD和CAT采用分光光度計(jì)法測(cè)定。稱(chēng)取葉片0.2 g于研磨缽中，添加2 mL磷酸鹽緩沖液并置于冰浴中快速研磨，然后在4 ℃下10 000 r·min-1離心15 min，收集上清液作為待測(cè)樣品。根據(jù)Donahue et al.（1997）的方法，波長(zhǎng)560 nm處的OD值引起50%硝基藍(lán)四氮唑（NBT）還原速率抑制所需的酶量來(lái)測(cè)量SOD活性。POD活性通過(guò)愈創(chuàng)木酚氧化法測(cè)定（Merey et al.，2018），測(cè)量波長(zhǎng)470 nm處吸光度的增加值。CAT活性被定量為底物H2O2的消耗而導(dǎo)致波長(zhǎng)240 nm處的吸光度的減少值（Jing et al.，2018）。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 23.0（IBM Inc.，美國(guó)）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括均值和標(biāo)準(zhǔn)差、不同處理組間的顯著性差異分析以及皮爾遜相關(guān)性分析，采用Origin 2018進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 珙桐幼苗株高變化特征

由圖1可知，經(jīng)重金屬鉛、鎘脅迫90 d后，珙桐幼苗的株高均有所增加，隨著鉛濃度的增加，株高的增量先變大后減小。其中鉛濃度在200～800 mg·kg-1范圍內(nèi)對(duì)珙桐生長(zhǎng)的抑制作用較低，而1 000 mg·kg-1具有較強(qiáng)抑制作用。且600和800 mg·kg-1處理下株高增量顯著高于對(duì)照組。隨著鎘濃度的升高，珙桐幼苗株高的增量也出現(xiàn)先增后減的規(guī)律，鎘濃度為5 mg·kg-1時(shí)，株高的增量最明顯，但整體上無(wú)顯著性差異。

2.2 MDA、游離脯氨酸和可溶性蛋白的特征

由圖2：A，C，E可知，MDA、游離脯氨酸和可溶性蛋白濃度隨鉛濃度的增加先升高后下降。對(duì)照組MDA的濃度顯著低于其他處理組（P<0.05），鉛濃度在400～800 mg·kg-1范圍內(nèi)，MDA濃度顯著高于其他處理組。鉛濃度為400 mg·kg-1時(shí)，游離脯氨酸的濃度最高（P<0.05）;800和1 000 mg·kg-1濃度的鉛脅迫下，游離脯氨酸濃度顯著降低（P<0.05）?？扇苄缘鞍诐舛仍阢U濃度為200和400 mg·kg-1時(shí)顯著高于其他處理組（P<0.05）;鉛濃度超過(guò)400 mg·kg-1時(shí)，對(duì)可溶性蛋白的影響無(wú)顯著差異。

鎘脅迫對(duì)MDA、游離脯氨酸和可溶性蛋白的影響與鉛脅迫存在一定的差異（圖2：B，D，F(xiàn)）。鎘濃度為10 mg·kg-1濃度時(shí)，MDA濃度最低，其次是對(duì)照組，均顯著低于其他處理組（P<0.05）。鎘濃度為20和30 mg·kg-1時(shí)，游離脯氨酸的濃度顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。不同濃度鎘脅迫下可溶性蛋白的濃度均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），但各處理組之間無(wú)顯著差異。

2.3 SOD、POD和CAT活性特征

隨鉛濃度的增加，抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性先升高后降低。鉛濃度為400 mg·kg-1時(shí)，SOD活性最高;而鉛濃度高于600 mg·kg-1時(shí)，SOD活性降低顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。對(duì)照組POD活性顯著低于其他處理組（P<0.05），鉛濃度為200、400和800 mg·kg-1時(shí)，POD活性較高。除鉛濃度800 mg·kg-1外，各處理組CAT活性均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），其中鉛濃度為200 mg·kg-1時(shí)CAT活性較高。

鎘濃度分別為1、5和20 mg·kg-1時(shí)，SOD活性顯著高于其他處理組（P<0.05）。POD和CAT活性在鎘濃度分別為5和1 mg·kg-1時(shí)最高。CAT活性隨鎘濃度的增加逐漸降低，且鎘濃度在10～30 mg·kg-1時(shí)顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。

2.4 抗氧化酶、MDA以及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)相關(guān)性分析

由表2可知，在鉛脅迫下，SOD活性與游離脯氨酸、可溶性蛋白顯著正相關(guān)（P<0.01），POD活性與MDA濃度也顯著正相關(guān)（P<0.01），CAT活性與可溶性蛋白顯著相關(guān)（P<0.01）。由表3可知，SOD活性與CAT活性、MDA濃度顯著正相關(guān)（P<0.01，P<0.05），此外POD活性與MDA、可溶性蛋白也有顯著性正相關(guān)性（P<0.05）。不同種類(lèi)重金屬對(duì)珙桐各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的影響存在差異，鉛、鎘脅迫下SOD和POD的產(chǎn)生與可溶性蛋白濃度的增加相關(guān)，鉛脅迫環(huán)境下SOD活性的增強(qiáng)與游離脯氨酸濃度增加是相關(guān)的。此外，鎘脅迫下SOD活性的提升也伴隨著CAT活性的增強(qiáng)。

2.5 抗氧化酶、MDA以及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的主成分分析

由圖4：A可知，兩個(gè)主成分共同解釋了75.49%的信息，其中PC1解釋了45.63%，PC2解釋了29.86%?？寡趸?、MDA、游離脯氨酸和可溶性蛋白為主成分PC1的主要指標(biāo)，可溶性蛋白與PC1相關(guān)性最高?？梢?jiàn)3種抗氧化酶、MDA、游離脯氨酸和可溶性蛋白都能在一定程度上反映珙桐對(duì)鉛脅迫的響應(yīng)規(guī)律。由圖4：B可知，PC1和PC2共同解釋了64.98%的信息，其中，PC1為39.98%、PC2為25%。除游離脯氨酸外，其余指標(biāo)均與PC1有較強(qiáng)的正相關(guān)性。游離脯氨酸、CAT和SOD與PC2有較強(qiáng)的相關(guān)性，MDA和可溶性蛋白與PC2有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性。3種抗氧化酶、MDA濃度和可溶性蛋白能較好地指示珙桐對(duì)鎘的響應(yīng)特征。

3 討論

3.1 鉛、鎘對(duì)珙桐幼苗膜脂化、游離脯氨酸和可溶性蛋白的影響

研究發(fā)現(xiàn)，膜脂質(zhì)和蛋白質(zhì)也是植物在環(huán)境脅迫下活性氧的作用目標(biāo)，因此認(rèn)為它們是氧化應(yīng)激可控調(diào)節(jié)的指示指標(biāo)（Liu et al.，2015）。MDA是植物中自由基和脂質(zhì)相互作用的產(chǎn)物，脅迫環(huán)境會(huì)引起MDA累積，進(jìn)而造成蛋白質(zhì)、核酸等大分子的交聯(lián)聚合，降低植物細(xì)胞中蛋白質(zhì)代謝效果，也會(huì)對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)、光合作用等產(chǎn)生較大的危害（楊國(guó)遠(yuǎn)等，2014）。研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的鉛脅迫均會(huì)引起珙桐幼苗MDA濃度的顯著增加，且鉛的濃度在低于800 mg·kg-1范圍內(nèi)，其濃度越高，珙桐幼苗的膜脂過(guò)氧化程度也越強(qiáng)。這與王吉秀等（2011）的研究相同，意味著較高濃度的重金屬加劇珙桐膜脂化程度。游離脯氨酸和可溶性蛋白是植物體內(nèi)重要的代謝物質(zhì)（張亞玲等，2016），游離脯氨酸在保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、清除自由基等方面也發(fā)揮重要作用?？扇苄缘鞍滓材芴岣吖δ艿鞍椎臄?shù)量，以維持細(xì)胞正常的生理代謝活動(dòng)，從而提高植物的抗逆性。沒(méi)有添加重金屬條件下，游離脯氨酸較高，但隨著鉛、鎘濃度的增加，游離脯氨酸濃度先升高后降低。研究結(jié)果表明，植物葉片中游離脯氨酸濃度會(huì)隨著脅迫程度的增加而增加（陸海燕等，2013）。這與本研究的結(jié)果存在差異，表明在一定范圍內(nèi)，珙桐能通過(guò)增加游離脯氨酸和可溶性蛋白來(lái)抵抗重金屬鉛、鎘脅迫，但鉛、鎘濃度過(guò)高可能會(huì)進(jìn)一步破壞珙桐的細(xì)胞膜系統(tǒng)以及代謝平衡，導(dǎo)致其應(yīng)激能力降低，因此游離脯氨酸濃度有降低的現(xiàn)象（覃光球等，2006），在不同濃度鉛、鎘（除10 mg·kg-1外）脅迫下，MDA在各處理組均顯著高于對(duì)照組，且先增加后降低可以進(jìn)一步印證，與此同時(shí)也說(shuō)明游離脯氨酸對(duì)鉛、鎘的脅迫更為敏感。鎘濃度為10 mg·kg-1時(shí)，膜質(zhì)化程度最低，但珙桐幼苗株高增量也最低，且其他組沒(méi)有顯著差異，這可能與其抗氧化酶活性在高濃度鎘脅迫下降低，其活性受到抑制，植物抵抗重金屬傷害能力下降有關(guān)。鉛脅迫下，可溶性蛋白濃度先增加后降低，但均顯著高于對(duì)照組，這與游離脯氨酸的變化規(guī)律相似，表明較低濃度的鉛能誘導(dǎo)珙桐產(chǎn)生可溶性蛋白以減輕鉛脅迫對(duì)珙桐的傷害，而較高的鉛濃度會(huì)產(chǎn)生抑制作用，這與珙桐膜脂過(guò)氧化加劇降低蛋白質(zhì)功能，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成體失活有關(guān)，也進(jìn)一步印證了隨著重金屬濃度的增加，珙桐幼苗生長(zhǎng)受到抑制作用增強(qiáng)。除對(duì)照組可溶性蛋白濃度最低外，不同濃度的鎘對(duì)可溶性蛋白的影響無(wú)顯著性差異，這與珙桐對(duì)不同種類(lèi)重金屬脅迫的應(yīng)激機(jī)制存在差異有關(guān)，因此可溶性蛋白的響應(yīng)程度也存在差異，這與唐探等（2015）的研究相似。

3.2 鉛、鎘對(duì)珙桐幼苗抗氧化酶活性的影響

重金屬刺激植物產(chǎn)生較多的活性氧自由基，這些氧自由基與脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，引起脂質(zhì)過(guò)氧化、膜損傷和酶失活，從而影響細(xì)胞的性能和生存能力，一旦超過(guò)植物自我清除的能力，還會(huì)導(dǎo)致植物死亡。SOD是一種金屬酶，能夠催化體內(nèi)氧化活性很強(qiáng)的超氧自由基（O2-）的歧化反應(yīng)（陸海燕等，2013），生成氧化活性較弱的H2O2，進(jìn)而由POD、CAT參與催化細(xì)胞內(nèi)H2O2的分解以防止過(guò)氧化反應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)，鉛脅迫環(huán)境下，SOD活性存在“高促低抑”的現(xiàn)象，POD和CAT（除800 mg·kg-1外）活性均顯著高于對(duì)照組，但在較高濃度鉛處理下其活性均出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，這表明了低濃度鉛激發(fā)了珙桐抗氧化反應(yīng)，刺激抗氧化酶的產(chǎn)生以去除重金屬鉛脅迫產(chǎn)生的氧基自由基，但高濃度的鉛（800～1 000 mg·kg-1）會(huì)嚴(yán)重破壞植物細(xì)胞功能，降低了抗氧化系統(tǒng)的應(yīng)激反應(yīng)能力，其中SOD活性對(duì)鉛脅迫最敏感。李錚錚等（2007）的研究也發(fā)現(xiàn)魚(yú)腥草在不同濃度鉛脅迫下SOD、POD、CAT活性先增加后降低，此外POD和CAT活性的降低也與SOD活性的降低有關(guān)。鎘濃度為1、5和20 mg·kg-1，POD活性隨鎘濃度的增加也有先增加后降低的變化規(guī)律，較高濃度的鎘（10～30 mg·kg-1）脅迫也抑制了CAT的活性，Liu et al.（2010）對(duì)鎘影響高粱的抗氧化調(diào)節(jié)作用的研究也有相似的發(fā)現(xiàn)。本研究還發(fā)現(xiàn)，珙桐幼苗的抗氧化系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)較低濃度的鎘（Cd≤5 mg·kg-1）脅迫，清除O2-、H2O2等有害物質(zhì)以維持植物體內(nèi)自由基的正常代謝，同時(shí)鎘的毒性增強(qiáng)會(huì)抑制抗氧化系統(tǒng)的反應(yīng)能力（Yang et al.，2018）。珙桐幼苗株高變化量對(duì)鉛脅迫更為敏感，不同濃度鎘對(duì)珙桐幼苗的生長(zhǎng)影響不顯著。

3.3 鉛、鎘脅迫下珙桐幼苗的主要指示指標(biāo)

鉛脅迫下，SOD活性與游離脯氨酸、可溶性蛋白均顯著正相關(guān)，CAT也與可溶性蛋白有顯著正相關(guān)性，主成分分析中SOD、可溶性蛋白與第一主成分有強(qiáng)烈的相關(guān)性，POD活性和游離脯氨酸與第二主成分相關(guān)性較強(qiáng)，這意味著抗氧化酶SOD、POD與游離脯氨酸可以作為珙桐幼苗對(duì)鉛的響應(yīng)規(guī)律的主要參考指標(biāo)。與鉛脅迫不同，鎘脅迫下，SOD活性可能會(huì)影響CAT活性，SOD、POD活性與膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的正相關(guān)性表明了珙桐抗氧化性的提高，其膜脂過(guò)氧化程度有增加的趨勢(shì)。SOD、POD、MDA與第一主成分有較強(qiáng)的正相關(guān)性，CAT和游離脯氨酸與第二主成分也有強(qiáng)烈的正相關(guān)性，也進(jìn)一步說(shuō)明了鎘脅迫環(huán)境下其抗氧化酶、MDA和游離脯氨酸對(duì)鎘脅迫有重要的指示作用。

4 結(jié)論

（1）在低濃度鉛、鎘（Pb≤600 mg·kg-1，Cd≤5 mg·kg-1）脅迫環(huán)境下，珙桐的抗氧化反應(yīng)的程度較強(qiáng)，且株高增加量較高，意味著珙桐能較好地通過(guò)自我防御減輕重金屬毒性。

（2）鉛、鎘脅迫導(dǎo)致MDA有較高的累積，表明2種重金屬很容易引起珙桐幼苗細(xì)胞膜脂過(guò)氧化并損害細(xì)胞正常代謝功能。游離脯氨酸濃度隨著鉛、鎘濃度的增加先升高后降低，且可溶性蛋白在鉛的脅迫下表現(xiàn)出與游離脯氨酸相同的變化規(guī)律。然而，在高濃度鉛、鎘脅迫下，珙桐幼苗對(duì)鉛、鎘的應(yīng)激反應(yīng)能力降低。

（3）珙桐幼苗抗氧化酶在低濃度的鉛、鎘脅迫下表現(xiàn)出較強(qiáng)的活性，增強(qiáng)了珙桐幼苗對(duì)氧自由基等有害物質(zhì)的清除能力。此外，抗氧化酶活性、游離脯氨酸可以較好地指示珙桐幼苗對(duì)重金屬鉛、鎘脅迫的響應(yīng)規(guī)律。我們的發(fā)現(xiàn)豐富了珙桐相關(guān)領(lǐng)域的研究資料，也為探究珙桐對(duì)重金屬脅迫環(huán)境適應(yīng)能力的研究提供了參考依據(jù)。

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（責(zé)任編輯 周翠鳴）