5种景天属植物耐受重金属锌胁迫差异性研究

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2021.06.017

植物研究 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (6): 982-992.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2021.06.017

5种景天属植物耐受重金属锌胁迫差异性研究

王莹¹, 徐宏波¹, 王洋¹, 王梦茜¹, 汪成忠¹, 尹原森¹, 孙雪¹, 周辉¹, 卓丽环²()

^1.苏州农业职业技术学院，苏州 215000
^2.上海东海职业技术学院，上海 200000

收稿日期:2020-11-13 出版日期:2021-11-20 发布日期:2021-10-29
通讯作者: 卓丽环 E-mail:1010@esu.edu.cn
作者简介:王莹（1983—），女，博士，主要从事植物生理生态学方面研究。
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项基金(2017-KYYWF-0138);江苏省大学生创新训练一般项目(202012808002Y);苏州农业职业技术学院博士提升计划项目专项基金(BS2001);江苏省江苏现代农业产业技术体系建设专项资金(JATS［2019］362);苏州农业职业技术学院青年提升项目(QN2002)

Difference of Tolerance to Heavy Metal Zinc Stress of Five Sedum Plants

Ying WANG¹, Hong-Bo XU¹, Yang WANG¹, Meng-Qian WANG¹, Cheng-Zhong WANG¹, Yuan-Sen YIN¹, Xue SUN¹, Hui ZHOU¹, Li-Huan ZHUO²()

^1.Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture，Suzhou 215000
^2.Shanghai Donghai Vocational and Technical College，Shanghai 200000

Received:2020-11-13 Online:2021-11-20 Published:2021-10-29
Contact: Li-Huan ZHUO E-mail:1010@esu.edu.cn
About author:WANG Ying（1983—），femal，doctor degree，mainly engaged in plant physiological and ecological research.
Supported by:
Special fund for basic scientific research operation Fee of Central University(2017-KYYWF-0138);General item of innovation training for college students in Jiangsu Province(202012808002Y);Special fund for doctor promotion program of Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture(BS2001);Special fund for the construction of modern agricultural industrial technology system in Jiangsu Province(JATS［2019］362);Youth Promotion Project of Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture(QN2002)

摘要/Abstract

摘要：

我国锌矿周围农田污染较为严重，筛选对锌抗性强的植物材料是修复锌污染农田的理想方法。采用盆栽实验，以对锌抗性强的长药景天、三七景天、德国景天、松塔景天、胭脂红景天作为研究对象，研究不同浓度外源锌（0、80、160、320、800、1 600、2 000 mg·kg^-1）对5种景天属植物生长（生物量、株高）的影响，比较分析5种景天属植物耐受重金属锌胁迫能力差异。结果表明：5种景天的生物量、株高均随着重金属浓度增加，呈现先上升后下降的趋势，5种景天属植物生长受到抑制，其中三七景天、松塔景天遭受锌毒害较为严重；5种景天生长增幅最大值出现在不同锌浓度下，增幅变为负值也出现在不同锌浓度下；5种景天生长与锌胁迫线性分析中R²值均较好，回归方程系数能够说明5种景天生物量、株高促进和抑制速率，就生物量而言，胭脂红促生速率最大，德国景天抑制速率最大，就株高而言，长药景天的促生速率和抑制速率都为最大。

关键词: 锌胁迫, 景天属, 生物量, 株高, 差异

Abstract:

For the pollution of farmland around zinc mines was seriours in China， so an ideal method to screen plant materials with strong resistance to zinc was needed. 5 Sedum plants including Sedum spectabile， S. aizoon， S. hybridum， S. lydium and S. spurium ‘Coccineum were used as materials and potted planting， the different concentrations of exogenous zinc（0，80，160，320，800，1600，2 000 mg·kg^-1） added on the plants growth（biomass and plants height ） and the tolerance of to heavy metal zinc stress of plants was compared and analyzed respectively. The results showed that：The biomass and height of 5 Sedum plants increased first and then decreased with the concentration of heavy metal zinc increased and the growth of plants was inhibited， of which Sedum aizoon and Sedum lydium suffered more severe from zinc toxicity； The maximum growth of 5 Sedum plants appeared in different zinc concentrations， and the increase rate becoming negative appeared in different zinc concentrations either； The R² values in linear analysis of growth and zinc stress of 5 Sedum plants were better， coefficient of regression equation could explain the promotion and inhibition rate of biomass and plant height of 5 Sedum plants， in terms of biomass， the growth promotion rate of S. spurium ‘Coccineum’ was largest， inhibition rate of S. hybridum was largest， and in terms of plant height， the growth promotion and inhibition rate of S. spectabile was largest.

Key words: zinc stress, Sedum, biomass, height of plant, differences

中图分类号:

Q945.79

王莹, 徐宏波, 王洋, 王梦茜, 汪成忠, 尹原森, 孙雪, 周辉, 卓丽环. 5种景天属植物耐受重金属锌胁迫差异性研究[J]. 植物研究, 2021, 41(6): 982-992.

Ying WANG, Hong-Bo XU, Yang WANG, Meng-Qian WANG, Cheng-Zhong WANG, Yuan-Sen YIN, Xue SUN, Hui ZHOU, Li-Huan ZHUO. Difference of Tolerance to Heavy Metal Zinc Stress of Five Sedum Plants[J]. Bulletin of Botanical Research, 2021, 41(6): 982-992.

图/表 8

表1

表2

表3

图1

图2

图3

图4

表4

参考文献 29

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理化指标 physical and chemical index	数值 Value
pH	6.92±0.12
有机质Organic matter（mg·kg^-1）	45.4±1.25
速效氮Available nitrogen（mg·kg^-1）	149±13.43
有效磷Available phosphorus（mg·kg^-1）	30.6±3.67
速效钾Available potassium（mg·kg^-1）	156±12.31
Zn含量 Zn content（mg·kg^-1）	66±13.57
有效Zn含量 Available Zn content（mg·kg^-1）	10.8±1.23

种类 Species		浓度Content（mg·kg^-1）
种类 Species		0	80	160	320	800	1 600	2 000
长药景天 S. spectabile	实际值 Actual value	7.93±2.02a	9.75±1.55ab	11.32±0.24b	8.95±1.41ab	8.73±1.42ab	8.33±1.81a	7.29±0.40a
长药景天 S. spectabile	相对值 Relative value	0±0A	28.31%±0.37A	50.66%±0.47A	22.00%±0.54A	15.67%±0.38A	10.03%±0.35A	-3.70%±0.26A
三七景天 S. aizoon	实际值 Actual value	11.19±1.34ab	12.21±2.39a	12.95±2.08a	8.92±1.79b	5.66±0.25c	4.81±1.51c	4.76±1.35c
三七景天 S. aizoon	相对值 Relative value	0±0AB	8.58%±0.10A	16.70%±0.23A	-18.45%±0.24B	-49.09%±0.04C	-57.27%±0.11C	-56.27%±0.16C
德国景天 S. hybridum	实际值 Actual value	0.84±0.11ab	1.05±0.10ab	1.16±0.34a	1.81±0.25c	1.60±0.33c	1.06±0.22ab	0.67±0.09b
德国景天 S. hybridum	相对值 Relative value	0±0AB	25.54%±0.11AB	31.33%±0.44AB	88.72%±0.41CD	43.87%±0.24AC	14.79%±0.12AB	-14.76%±0.16B
松塔景天 S. lydium	实际值 Actual value	1.29±0.40a	1.42±0.36a	1.32±0.40a	1.07±0.19ab	0.75±0.10bc	0.62±0.13bc	0.53±0.06c
松塔景天 S. lydium	相对值 Relative value	0±0AB	26.12%±0.81A	15.37%±0.67AB	-6.18%±0.53AB	-36.90%±0.24AB	-50.07%±0.11C	-56.39%±0.13C
胭脂红景天 S. spurium ‘Coccineum’	实际值 Actual value	0.37±0.05ab	0.50±0.16c	0.41±0.06ac	0.36±0.05ab	0.31±0.03ab	0.28±0.06ab	0.25±0.07b
胭脂红景天 S. spurium ‘Coccineum’	相对值 Relative value	0±0ABC	36.87%±0.39A	12.48%±0.25AB	-0.66%±0.27ABC	-14.12%±0.07BC	-23.38%±0.15BC	-30.99%±0.17C

种类 Species		浓度Content（mg·kg^-1）
种类 Species		0	80	160	320	800	1 600	2 000
长药景天 S. spectabile	实际值 Actual value	41.73±5.97ab	50.8±3.54ac	56.50±6.10c	53.93±7.31c	42.57±4.46ab	41.30±3.01a	38.03±5.28a
长药景天 S. spectabile	相对值 Relative value	0±0AB	23.44%±0.19AC	36.19%±0.12C	29.35%±0.03C	4.48%±0.27AB	-0.25%±0.09AB	-7.14%±0.21B
三七景天 S. aizoon	实际值 Actual value	53.97±4.11a	54.20±10.37a	54.80±1.77a	52.87±3.95a	41.83±0.21b	37.23±1.67b	32.60±0.82c
三七景天 S. aizoon	相对值 Relative value	0±0A	1.57%±0.25A	2.08%±0.11A	-1.93%±0.06A	-22.18%±0.06B	-30.89%±0.02B	-39.42%±0.04B
德国景天 S. hybridum	实际值 Actual value	32.20±3.74a	33.43±4.29a	33.80±0.61a	35.70±2.44a	34.37±0.31a	27.73±1.76b	25.47±0.47b
德国景天 S. hybridum	相对值 Relative value	0±0AB	4.41%±0.16AB	5.79%±0.11A	11.43%±0.09A	7.57%±0.11A	-13.04%±0.12B	-20.34%±0.07C
松塔景天 S. lydium	实际值 Actual value	32.97±0.38ab	35.57±0.98a	34.33±4.08ab	31.37±3.84b	28.40±1.97b	26.47±1.30c	25.07±0.71c
松塔景天 S. lydium	相对值 Relative value	0±0AB	7.87%±0.02A	4.08%±0.12AB	4.81%±0.12BC	13.89%±0.05CD	-19.74%±0.03D	-23.97%±0.02D
胭脂红景天 S. spurium ‘Coccineum’	实际值 Actual value	28.83±5.05ab	32.17±1.82a	29.80±1.30ab	27.70±2.08ab	27.23±1.22b	27.60±2.12ab	26.63±3.20b
胭脂红景天 S. spurium ‘Coccineum’	相对值 Relative value	0±0A	13.66%±0.20A	6.05%±0.23A	-2.72%±0.11A	-3.71%±0.17A	-3.10%±0.11A	-4.38%±0.28A

	范围 Range（mg·kg^-1）	pH值 pH value	均值 Mean value （mg·kg^-1）	参考文献 Reference
标准（背景值） Standars（Background value）	3~709		100	［12］
国家标准National standard		pH≤6.5	200.0
		7.5<pH<6.5	250.0
		pH＜7.5	300.0
湖南省桂阳县市黄沙坪某铅锌矿周边的农田土壤 Paddy soils near a zinc-lead mining area in Guiyang County，Hunan Province	1 322~3 786		1908.0	［13］
葫芦岛锌厂Huludao Zinc factory	83~1 670		367.0	［14］
广西壮族自治区东北部铅锌矿Lead and zinc mine in Guangx	79.9~11 500		541.4	［15］
福建省西部山区某铅锌矿区下游农田土壤 Paddy soils in the lower reaches of a lead-zinc mining area in the western mountainous area of Fujian Province	146.8~1 580		736.3	［16］
湘、渝、黔边陲县 Paddy soils located in Hunan，Chongqing，Guangxi border counties	148~3 267		612.3	［17］
沘江两岸农田土壤 Paddy soils on both sides of Bi River	59.7~6 910		933.4	［18］
会泽县者海镇铅锌矿区周边农田土壤 Paddy soils surrounding a Pb-Zn mining in Huize County，Zhehai Town	135.5~22 676.32		1465.0	［19］
广东省梅州市梅县丙村镇铅锌尾矿库农田 Paddy soils surrounding a Pb-Zn tailing pond in Guangdong Province	45.89~2 847.48		321.8	［20］
洛阳西南部某铅锌尾矿库农田土壤 Paddy soils in a lead-zinc tailings area，southwest of Luoyang，Henan	376.67~1 084.99		628.3	［21］
云南省会泽县某铅锌矿周边农田土壤 Paddy soils Pb-Zn Mine near Huize Country，Yunnan Province	183~697		337.8	［22］

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5种景天属植物耐受重金属锌胁迫差异性研究

Difference of Tolerance to Heavy Metal Zinc Stress of Five Sedum Plants

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图/表 8

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