6种野牡丹属植物种子萌发期耐镉性和耐铅性研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191200934

摘要/Abstract

摘要：

探究6种野牡丹属植物种子萌发期分别对镉和铅的耐受性,为筛选耐镉、耐铅野牡丹属植物应用于重金属污染土壤修复提供参考依据。以6种野牡丹种子为试验材料,按镉浓度（按Cd²⁺计）为0、5、10、50 mg/L,铅浓度（按Pb²⁺计）为0、200、500、1000 mg/L的胁迫处理进行萌发试验,测定不同浓度镉、铅胁迫下各种野牡丹属植物种子萌发期的萌发率、萌发指数、活力指数、胚轴长和幼根长等指标,采用隶属函数法和聚类分析对6种野牡丹属植物种子的耐镉性和耐铅性进行评价与分类。6种野牡丹属植物种子的萌发率、萌发指数、活力指数、胚轴长和幼根长均随着镉、铅浓度的升高呈下降趋势;镉、铅胁迫对幼根生长的抑制作用大于对胚轴生长的抑制作用;供试的6种野牡丹属植物的耐镉性和耐铅性存在差异,通过隶属函数综合值和聚类分析发现,印度野牡丹、野牡丹和‘天骄’具有较强的耐镉性和耐铅性,而毛稔、‘云彩’和‘超群’耐镉性和耐铅性较差。印度野牡丹、野牡丹和‘天骄’耐镉性和耐铅性较强,可作为先锋植物用于镉、铅污染土壤生态恢复。

关键词: 野牡丹, 镉胁迫, 铅胁迫, 种子萌发, 耐镉性, 耐铅性

Abstract:

The paper aims to explore the tolerance of cadmium and lead of six species of Melastoma plants at the germination stage, and to provide a reference for screening cadmium-resistant and lead-resistant Melastoma plants for remediation of heavy metal polluted soil. The seeds of 6 Melastoma species were used as experimental materials, the germination test was carried out under the stress treatment of cadmium concentration (calculated as Cd²⁺) of 0, 5, 10, and 50 mg/L, and lead concentration (calculated as Pb²⁺) of 0, 200, 500, and 1000 mg/L. The germination rate, germination index, vigor index, hypocotyl length and radical length of Melastoma seeds during germination stage were determined under different gradients of cadmium and lead stress respectively. The membership function method and cluster analysis were used to evaluate and classify the cadmium and lead tolerance of the 6 species of Melastoma plants. The germination rate, germination index, vigor index, hypocotyl length and radical length of the 6 species of Melastoma plants showed a downward trend with the increase of cadmium and lead concentrations. Cadmium and lead stress could inhibit the growth of radical more than the hypocotyl growth. There were differences in cadmium and lead tolerance among the 6 species of Melastoma plants. It is found that Melastoma malabathricum, Melastoma candidum and Melastoma ‘Tianjiao’ have strong cadmium resistance and lead resistance, while Melastoma sanguineum, Melastoma ‘Yuncai’ and Melastoma ‘Chaoqun’ have poor cadmium resistance and lead resistance by comprehensive value of membership function and cluster analysis. Melastoma malabathricum, Melastoma candidum and Melastoma ‘Tianjiao’ have strong resistance to cadmium and lead, and can be used as pioneer plants for ecological restoration of soils polluted by cadmium and lead.

Key words: Melastoma, cadmium stress, lead stress, seed germination, cadmium resistance, lead resistance

中图分类号:

S888.2

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图/表 6

参考文献 26

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名称	Cd²⁺浓度/(mg/L)		萌发率/%	萌发指数		活力指数		胚轴长/mm	幼根长/mm
印度野牡丹	0(CK)		68.67±1.89a	15.52±0.75a		172.84±8.39a		3.84±0.41a	7.30±0.88a
	5		62.67±0.94b	13.64±0.57b		85.55±3.59c		3.22±0.45c	3.05±0.63c
	10		52.67±0.94c	10.44±0.27c		52.22±1.33d		2.99±0.40d	2.01±0.37d
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野牡丹	0(CK)		74.00±3.27a	16.08±0.76a		183.57±8.68a		3.53±0.43a	7.89±1.24a
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毛稔	0(CK)		58.00±1.63a	9.96±0.19b		119.84±2.34a		4.16±0.42a	7.88±0.43a
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‘云彩’		0(CK)	60.67±0.94a	7.98±0.31a	109.69±4.31a		5.21±0.36a		8.54±0.67a
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‘超群’		0(CK)	45.33±2.49a	6.39±0.40a	83.39±5.25a		4.62±0.54a		8.43±0.40a
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名称	Cd²⁺浓度/(mg/L)		萌发率/%	萌发指数		活力指数		胚轴长/mm	幼根长/mm
印度野牡丹	0(CK)		68.67±1.89a	15.52±0.75a		172.84±8.39a		3.84±0.41a	7.30±0.88a
	5		62.67±0.94b	13.64±0.57b		85.55±3.59c		3.22±0.45c	3.05±0.63c
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野牡丹	0(CK)		74.00±3.27a	16.08±0.76a		183.57±8.68a		3.53±0.43a	7.89±1.24a
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毛稔	0(CK)		58.00±1.63a	9.96±0.19b		119.84±2.34a		4.16±0.42a	7.88±0.43a
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‘云彩’		0(CK)	60.67±0.94a	7.98±0.31a	109.69±4.31a		5.21±0.36a		8.54±0.67a
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‘超群’		0(CK)	45.33±2.49a	6.39±0.40a	83.39±5.25a		4.62±0.54a		8.43±0.40a
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		10	4.00±1.63c	0.19±0.02d	0.20±0.02c		1.03±0.14c		0b
		50	0d	0d	0c		0d		0b

名称	Pb²⁺浓度/(mg/L)	萌发率/%	萌发指数	活力指数	胚轴长/mm	幼根长/mm
印度野牡丹	0(CK)	68.67±1.89a	15.52±0.75a	172.84±8.39a	3.84±0.41a	7.30±0.88a
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毛稔	0(CK)	58.00±1.63a	9.96±0.19a	119.84±2.34a	4.16±0.42a	7.88±0.43a
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‘超群’	0(CK)	45.33±2.49a	6.39±0.40a	83.39±5.25a	4.62±0.54a	8.43±0.40a
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名称	Pb²⁺浓度/(mg/L)	萌发率/%	萌发指数	活力指数	胚轴长/mm	幼根长/mm
印度野牡丹	0(CK)	68.67±1.89a	15.52±0.75a	172.84±8.39a	3.84±0.41a	7.30±0.88a
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毛稔	0(CK)	58.00±1.63a	9.96±0.19a	119.84±2.34a	4.16±0.42a	7.88±0.43a
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	1000	13.33±0.94d	1.10±0.06d	1.70±0.08d	1.54±0.23d	0d
‘天骄’	0(CK)	64.00±1.63a	11.39±0.48a	129.13±5.43a	4.11±0.57a	7.22±1.03a
	200	58.67±1.89b	9.93±0.52b	75.73±3.94b	2.68±0.36b	4.94±0.46b
	500	36.00±1.63c	5.75±0.42c	30.67±2.24c	2.52±0.37b	2.81±0.50c
	1000	22.67±0.94d	2.44±0.09d	3.40±0.12d	1.39±0.27c	0d
‘云彩’	0(CK)	60.67±0.94a	7.98±0.31a	109.69±4.31a	5.21±0.36a	8.54±0.67a
	200	45.33±0.94b	7.18±0.08b	54.13±0.64b	4.03±0.35b	3.51±0.35b
	500	24.00±1.63c	2.35±0.18c	11.71±0.92c	3.08±0.30c	1.91±0.35c
	1000	10.00±3.27d	0.68±0.25d	1.37±0.49d	2.01±0.30d	0d
‘超群’	0(CK)	45.33±2.49a	6.39±0.40a	83.39±5.25a	4.62±0.54a	8.43±0.40a
	200	33.33±0.94b	5.12±0.17b	31.76±1.03b	3.19±0.48b	3.01±0.43b
	500	26.00±1.63c	2.80±0.31c	10.89±1.21c	2.47±0.40c	1.42±0.41c
	1000	14.67±2.49d	1.30±0.24d	2.91±0.54d	2.23±0.43c	0d

名称	相对萌发率			相对萌发指数			相对活力指数			相对胚轴长			相对幼根长			隶属函数综合值	排名
名称	5 mg/L	10 mg/L	50 mg/L	5 mg/L	10 mg/L	50 mg/L	5 mg/L	10 mg/L	50 mg/L	5 mg/L	10 mg/L	50 mg/L	5 mg/L	10 mg/L	50 mg/L	隶属函数综合值	排名
印度野牡丹	1.00	1.00	1.00	0.95	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	0.80	1.00	0.96	1.00	1.00	0.00	13.71	1
野牡丹	0.96	0.88	0.81	1.00	0.94	0.79	0.91	0.80	0.70	1.00	0.91	1.00	0.71	0.75	0.00	12.16	2
毛稔	0.70	0.39	0.00	0.58	0.41	0.00	0.48	0.23	0.00	0.43	0.45	0.00	0.60	0.50	0.00	4.75	4
‘天骄’	0.96	0.61	0.61	0.78	0.67	0.74	0.72	0.67	0.60	0.63	0.88	0.77	0.74	1.00	0.00	10.37	3
‘云彩’	0.49	0.14	0.00	0.59	0.27	0.00	0.46	0.07	0.00	0.14	0.20	0.00	0.62	0.00	0.00	2.97	5
‘超群’	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	6