两种草坪草单种与混种对铅-锌-镉复合污染的生理响应

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2022.10.013

草地学报 ›› 2022, Vol. 30 ›› Issue (10): 2635-2644.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2022.10.013

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两种草坪草单种与混种对铅-锌-镉复合污染的生理响应

张莉, 徐彦红, 张淑炜, 刘宇宇, 席溢

贵州大学动物科学学院, 贵州贵阳 550025

收稿日期:2022-03-04 修回日期:2022-04-29 发布日期:2022-11-05
通讯作者: 席溢,E-mail:yxi@gzu.edu.cn
作者简介:张莉(1995-),女,汉族,硕士研究生,主要从事植物生理生态学研究,E-mail:1601886186@qq.com
基金资助:
贵州省基础研究计划项目(黔科合基础[2020]1Y126)；贵州省人才工作领导小组项目(RCJD2018-13)资助

Physiological Response to Pb-Zn-Cd Compound Pollution under Single- and Mixed-Sowing of Two Turfgrass Species

ZHANG Li, XU Yan-hong, ZHANG Shu-wei, LIU Yu-yu, XI Yi

College of Animal Science, Guizhou University, Guiyang, Guizhou Province 550025, China

Received:2022-03-04 Revised:2022-04-29 Published:2022-11-05

摘要/Abstract

摘要： 通过盆栽试验，研究铅(Pb，337 mg·kg^-1)、锌(Zn，648 mg·kg^-1)、镉(Cd，9 mg·kg^-1)复合污染条件下，多年生黑麦草(Lolium perenne L.)单种、高羊茅(Festuca elata Keng ex E. Alexeev)单种以及多年生黑麦草和高羊茅混种(1∶1)方式下，多年生黑麦草和高羊茅对Pb-Zn-Cd复合污染的生理响应。结果显示:在Pb-Zn-Cd复合胁迫下，高羊茅单种具有较好的抗逆性，多年生黑麦草和高羊茅1∶1混种使多年生黑麦草有较好的抗逆性。结果表明：在Pb-Zn-Cd污染下，混种提高了多年生黑麦草对重金属污染的抗性，通过诱导多年生黑麦草活性氧清除系统以及可溶性糖和可溶性蛋白含量的增加来应对Pb-Zn-Cd胁迫带来的活性氧代谢失衡和缺水对植物的伤害，通过提高多年生黑麦草非蛋白巯基和还原型谷胱甘肽的含量来缓解Pb-Zn-Cd胁迫带来的毒性效应；混种高羊茅对Pb-Zn-Cd的抗性在Pb-Zn-Cd胁迫下没有显著提高。

关键词: 多年生黑麦草, 高羊茅, 混种, 重金属污染, 生理响应

Abstract: The pot experiment was conducted to study the physiological response of perennial ryegrass (Lolium perenne L.) and tall fescue (Festuca elata Keng ex E. alexeev) to the Pb-Zn-Cd compound pollution containing lead (Pb,337 mg·kg^-1),zinc (Zn,648 mg·kg^-1),and cadmium (Cd,9 mg·kg^-1),under single- and mixed-sowing conditions. The results showed that,under Pb-Zn-Cd stress,tall fescue exhibited higher stress resistance under single-sowing condition,and perennial ryegrass received higher resistance to heavy metal pollution after the mixed-sowing of two species at 1:1 ratio. It was observed that imbalance of active oxygen metabolism and damage to plants caused by water shortage were both alleviated due to induction of perennial ryegrass's active oxygen scavenging system and increased contents of soluble sugar and protein,under Pb-Zn-Cd stress. The toxic effects caused by Pb-Zn-Cd stress were reduced by increasing the contents of non-protein sulfhydryl and reduced glutathione. Finally,the resistance of tall fescue to Pb-Zn-Cd was not significantly improved under mixed-sowing condition.

Key words: Perennial ryegrass, Tall fescue, Mixed sowing, Heavy metal pollution, Physiological response

中图分类号:

S352

张莉, 徐彦红, 张淑炜, 刘宇宇, 席溢. 两种草坪草单种与混种对铅-锌-镉复合污染的生理响应[J]. 草地学报, 2022, 30(10): 2635-2644.

ZHANG Li, XU Yan-hong, ZHANG Shu-wei, LIU Yu-yu, XI Yi. Physiological Response to Pb-Zn-Cd Compound Pollution under Single- and Mixed-Sowing of Two Turfgrass Species[J]. Acta Agrestia Sinica, 2022, 30(10): 2635-2644.

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参考文献

[1] 李仲根,冯新斌,闭向阳,等.贵州省某土法炼锌点土壤重金属污染现状[J].生态学杂志,2011,30(5):897-901
[2] 郑存住.重金属复合污染土壤生物炭和草本植物联合修复技术研究[D].上海:上海交通大学,2018:13-17
[3] IKEDA M,ZHANG Z W. Urban population exposure to lead and cadmium in east and south-east Asia[J]. Science of the Total Environment,2000,249(1-3):373-384
[4] REEVES R D,BAKER A J M,JAFFRE T,et al. A global database for plants that hyperaccumulate metal and metalloid trace elements[J]. New Phytologist,2018,218(2):407-411
[5] 朱佳文.湘西花垣铅锌矿区重金属污染土壤生态修复研究[D].长沙:湖南农业大学,2012:21-23
[6] 徐卫红,熊治庭,王宏信,等.锌胁迫对重金属富集植物黑麦草养分吸收和锌积累的影响[J].水土保持学报,2005(4):32-35
[7] 余游,肖伟,谢阳东.黑麦草野地瓜套种对重金属镉吸收的研究[J].农学学报,2017,7(8):39-42
[8] 杨卓,王伟,李博文,等.高羊茅和黑麦草对污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特征[J].水土保持学报,2008(2):83-87
[9] 徐佩贤,费凌,陈旭兵,等.四种冷季型草坪植物对镉的耐受性与积累特性[J].草业学报,2014,23(6):176-188
[10] 刘骐华,王慧慧,刘璐,等.铜、镉、铅对高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响[J].草原与草坪,2019,39(4):10-18
[11] 马志强,史毅,种培芳.外源茉莉酸甲酯对镉胁迫下高羊茅生长及生理指标的影响[J].草地学报,2022,30(4):974-982
[12] 李合生.现代植物生理生化实验原理和技术[M].第2版.北京:高等教育出版社,2000:279-298
[13] 刘佳,徐昌旭,曹卫东,等.PEG胁迫下15份紫云英种质材料萌发期的抗旱性鉴定[J].中国草地学报,2012,34(6):18-25
[14] 朱成豪,唐健民,高丽梅,等.重金属铜、锌、镉复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化的影响[J].广西植物,2019,39(6):752-760
[15] 冯鹏,孙力,申晓慧,等.多年生黑麦草对Pb、Cd胁迫的响应及富集能力研究[J].草业学报,2016,25(1):153-162
[16] 张文娟,李悦,陈忠林,等.重金属胁迫对高羊茅和黑麦草种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].安徽农业科学,2017,45(6):1-4
[17] 方鑫,严涵,姚鹏程.不同禾本科植物对锌锰复合胁迫的响应差异[J].农业与技术,2018,38(21):11-13
[18] SCHUTZENDUBEL A,POLLE A. Plant responses to abiotic stresses:heavy metal-induced oxidative stress and protection by mycorrhization[J]. Journal of Experimental Botany,2002,53(372):1351-1365
[19] TEWARIRK,KUMARP,SHARMA P N,et al. Modulation of oxidative stress responsive enzymes by excess cobalt[J]. Plant Science,2002,162(3):381-388
[20] SRIVASTAVAS,TRIPATHI R D,DWIVEDI U N. Synthesis of phytochelatins and modulation of antioxidants in response to cadmium stress in Cuscuta reflexa-an angiospermic parasite[J]. Journal of Plant Physiology,2004,161(6):665-674
[21] BLOKHINA O,VIROLAINEN E,FAGERSTEDT K V. Antioxidants,oxidative damage and oxygen deprivation stress:a review[J]. Annals of Botany,2003,91(2):179-194
[22] HU Z,XIE Y,JIN G,et al. Growth responses of two tall fescue cultivars to Pb stress and their metal accumulation characteristics[J]. Ecotoxicology,2015,24(3):563-572
[23] 李慧芳,王瑜,袁庆华,等.铅胁迫对禾本科牧草生长、生理及Pb²⁺富集转运的影响[J].草业学报,2015,24(9):163-172
[24] ALONSO-BLÁZQUEZ,NIEVES,GARCÍA-GÓMEZ,et al. Influence of Zn-contaminated soils in the antioxidative defence system of wheat (Triticum aestivum) and maize (Zea mays) at different exposure times:potential use as biomarkers[J]. Ecotoxicology,2015,24(2):279-291
[25] 刘俊祥,魏树强,翟飞飞,等.Cd²⁺胁迫下多年生黑麦草的生长与生理响应[J].核农学报,2015,29(3):587-594
[26] 于保港,秦丽,湛方栋,等.间作对莎草与蚕豆体内铅镉锌化学形态分布的影响[J].农业环境科学学报,2018,37(4):621-631
[27] 刘圆,王雪莹,高天鹏,等.3种藜科植物对复合重金属污染的生理响应[J].环境科学与技术,2021,44(8):55-63
[28] 赵胡,唐俊,郑文教.重金属Cu²⁺胁迫对红树植物秋茄幼苗生长及某些生理特性的影响[J].海洋科学,2016,40(4):65-72
[29] 刘慧芹,韩巨才,刘慧平,等.铅梯度胁迫对多年生黑麦草幼苗生理生化特性影响[J].草业学报,2012,21(6):57-63
[30] 刘周莉,何兴元,陈玮.镉胁迫对金银花生理生态特征的影响[J].应用生态学报,2009,20(1):40-44
[31] 刘拥海,俞乐,陈奕斌,等.不同荞麦品种对铅胁迫的耐性差异[J].生态学杂志,2006,25(11):1344-1347
[32] 何冰,何计兴,何新华,等.铅胁迫对杨梅生理特性的影响[J].农业环境科学学报,2009,28(6):1263-1268
[33] 吴静,袁平成.高温处理对3种香草植物生理生化特性的影响[J].江汉大学学报,2021,49(6):42-47
[34] 刘家尧,衣艳君,张其德.盐胁迫对不同抗盐性小麦叶片荧光诱导动力学的影响[J].植物学通报,1998,15(2):47-50
[35] 孙小霞.高羊茅对铅递进胁迫的生理响应[J].河南科技大学学报,2006(6):75-78
[36] 李珊,程舟,杨晓伶,等.铅、锌胁迫对栝楼幼苗生长及抗逆生理因子的影响[J].生态学杂志,2008(2):278-281
[37] 韩淑梅,陈贵川,侯双双,等.孔雀草体内低分子质量巯基化合物对重金属镉的响应[J].种子,2018,37(10):36-40
[38] WEI Z,WONG J W,CHEN D. Speciation of heavy metal binding non-protein thiols in Agropyron elongatumby size-exclusion HPLC-ICP-MS[J]. Microchemical Journal,2003,74(3):207-213
[39] ZENK M H,GILL E,WINNACKERR E L. Phytochelatins:the principal heavy metal complexing peptides of higher plants[J]. Science,1985,230(4726):674-676
[40] NOCTO R,GRAHA M,GOME Z,et,al. Interactions between bio-synthesis,compartmentation and transportion the control of glutathione homeostasis and signalling[J]. Journal of Experimental Botany,2002,53(372):1283-1304

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Physiological Response to Pb-Zn-Cd Compound Pollution under Single- and Mixed-Sowing of Two Turfgrass Species

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[1]	朱天奇, 鲁泽宇, 胡桑源, 李光裕, 李尤月, 游翔凯, 高双红, 刘铁芫, 许岳飞. 盐胁迫对两个高羊茅品种幼苗生长及生理特性的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(8): 2082-2088.
[2]	马志强, 史毅, 种培芳. 外源茉莉酸甲酯对镉胁迫下高羊茅生长及生理指标的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(4): 974-982.
[3]	杨迎月, 毛桂莲, 麻冬梅, 张峰举, 许兴. 四种牧草种子在不同浓度NaCl或NaHCO₃胁迫下的萌发特性[J]. 草地学报, 2022, 30(3): 637-645.
[4]	王辉, 马向丽, 另如贵, 张燕, 任健, 代微然. 舟叶橐吾浸提液对三种牧草种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(1): 93-99.
[5]	左郎, 王树森, 马迎梅, 温苏雅勒图, 白刚, 郁鑫明. 火炬树浸提液对两种草坪草种子萌发的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1927-1933.
[6]	张新飞, 佘木子, 李晗玉, 敬松, 姜惠娜, 高浩, 朱延晓, 付娟娟. 琥珀酸黄杆菌促生机理及其对多年生黑麦草生长和抗逆性的生理调控作用[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1704-1711.
[7]	李红, 李波, 方志坚, 杨曌, 张超, 冯成龙, 金姗姗, 王思琦, 石婉莹. 冻融和冻融+苏打盐碱复合胁迫下苜蓿幼苗的生理响应[J]. 草地学报, 2021, 29(7): 1469-1476.
[8]	段梦琪, 彭春, 张睿, 高娅楠, 李丽菁, 张智韦, 许立新. 乙烯利对干旱条件下多年生黑麦草生理指标的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(2): 333-341.
[9]	万婷, 段钧译, 李蒙, 陈智勇. 南荻MlNAC2基因差异表达与耐盐生理响应的相关性分析[J]. 草地学报, 2021, 29(12): 2685-2693.
[10]	李萱, 刘博文, 高双红, 游翔凯, 龙思, 李尤月, 刘茜, 张士军, 许岳飞. 外源硫化氢对不同弱光下高羊茅形态和生理指标的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(11): 2435-2441.
[11]	高双红, 李媛英, 刘博文, 龙思, 刘铁芫, 许岳飞. H₂S对弱光胁迫下高羊茅幼苗生理特性和内源激素的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(10): 2233-2239.
[12]	赵利清, 彭向永, 刘俊祥, 毛金梅, 孙振元. GSH对铅胁迫下多年生黑麦草幼苗抗氧化系统的调控[J]. 草地学报, 2020, 28(6): 1527-1534.
[13]	尉欣荣, 张智伟, 周雨, 刘鹏, 姚宏斌, 苗彦军, 付娟娟. 褪黑素对低温和干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化系统的调节作用[J]. 草地学报, 2020, 28(5): 1337-1345.
[14]	罗艺岚, 赵东豪, 孙鹏越, 高金柱, 呼天明, 付娟娟. 遮阴胁迫对麦冬和多年生黑麦草根际土壤细菌群落结构和多样性的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(5): 1204-1212.
[15]	许喆, 任健, 田英, 米楠. 外源ABA对干旱胁迫下多年生黑麦草光合特性的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(5): 1243-1249.