金納米簇對紫花苜蓿生長的影響

王佳琪+伊赫文+李歡+高小清+王微+宋凱

摘要：本研究是關(guān)于金納米簇對紫花苜蓿種子發(fā)芽和生長的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)金納米簇對種子發(fā)芽數(shù)量影響不大，但在種子萌發(fā)過程中所有的處理均明顯抑制了幼苗的長度，并且隨著金納米簇溶液濃度增加抑制作用增強。

關(guān)鍵詞：金納米簇；紫花苜蓿；種子發(fā)芽；幼苗生長

基金項目： 2017年吉林省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目資助

中圖分類號： S731.12 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.18.015

截至目前，還沒有關(guān)于金納米簇材料對紫花苜蓿種子發(fā)芽和幼芽生長影響的相應(yīng)報道。本實驗以紫花苜蓿種子作為研究對象，觀察其不同濃度梯度的金納米簇懸濁液對紫花苜蓿發(fā)芽和幼苗生長的影響，旨在為探討其對牧草的毒性原理提供有效的科學(xué)實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

金納米簇（大小為2 nm），紫花苜蓿種子。

1.2 方法

1.2.1 金納米簇和金離子對種子萌發(fā)和幼苗長度的影響 75%的乙醇溶液浸泡籽粒飽滿的種子約1min消毒。分別制備0.0125mol/L、0.0625mol/L、0.125mol/L、0.625mol/L、1.25mol/L的金納米簇懸濁液，將洗干凈的紫花苜蓿種子放在鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，每組3個重復(fù)試驗，每個培養(yǎng)皿放30顆種子，往培養(yǎng)皿中各加5ml的懸濁液，用重量法每天補充懸濁液，將種子放在30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d，每天光照6h，觀察并記錄種子發(fā)芽情況，用尺子量取發(fā)芽種子的幼苗長度。氯金酸溶液替代金納米簇溶液，方法同前。

1.2.2 數(shù)據(jù)計算及處理辦法 發(fā)芽率=7d發(fā)芽種子數(shù)/供試驗種子數(shù)×100%；發(fā)芽實驗每個處理3個重復(fù)，統(tǒng)計好實驗數(shù)據(jù)，制成圖表進行分析[1]。

2 結(jié)果與分析

2.1 金納米簇對紫花苜蓿種子發(fā)芽率和幼苗長度的影響

與純水對照組進行比較，不同濃度的金納米簇懸濁液對種子的發(fā)芽均表現(xiàn)出抑制作用，隨著懸濁液濃度的增加，對紫花苜蓿種子發(fā)芽的抑制作用表現(xiàn)越強，其中0.0125 mol/L的金納米簇對種子發(fā)芽抑制作用最小，而0.125mol/L、0.625 mol/L的金納米簇懸濁液對種子處理差異并不明顯，發(fā)芽率為47%～61%，濃度為1.25mol/L的對種子的抑制作用最大，種子的發(fā)芽率僅為26%。同前的趨勢，金納米簇懸濁液對種子發(fā)芽后幼苗的生長均有抑制作用，隨著濃度的增加，對幼苗生長的長度抑制作用越大，其中，0.0125mol/L、0.0625mol/L的金納米簇處理之間差異并不算明顯，紫花苜蓿種子發(fā)芽后的幼苗長度分別為2.40cm和1.92cm；而0.125mol/L、0.625mol/L、1.25mol/L的金納米簇處理之間的差異不顯著，幼苗的發(fā)芽長度為1.25～1.35cm；前兩者與后三者差異較大（見表1）。

2.2 金離子對紫花苜蓿種子發(fā)芽率和幼苗長度的影響

已有多種研究表明，金屬納米氧化物的毒性主要就在于其本身溶出的金屬離子[2， 3]，金納米簇中的金離子可以進入到植物幼苗根部并且進行轉(zhuǎn)移[4]。所以當(dāng)金納米簇的濃度不斷加大時，就會有更多的金離子進入到植物的根部，并分散到植物的體內(nèi)，其主要表現(xiàn)為影響種子的發(fā)芽和發(fā)芽后幼苗生長的長度。這與氯金酸實驗組結(jié)果相吻合。

與對照組純水相比，隨著氯金酸濃度的增加，對紫花苜蓿種子發(fā)芽率的抑制作用越來越大，除2.8mmol/L和4.0mmol/L兩組氯金酸溶液之間處理后的差異不顯著之外（發(fā)芽率為15%），其他不同濃度的氯金酸處理之間有明顯不同（見表2）。和對照組純水相比較，在氯金酸濃度為0.4mmol/L以上時，對紫花苜蓿中的抑制作用明顯增強，而1.6mmol/L和2.8mmol/L兩組氯金酸溶液之間處理的差異并不明顯，幼苗的長度為1.13～1.26cm；在濃度為4.0mmol/L時，幼苗的長度僅為0.99 cm（見表2）。

3 結(jié)論

實驗表明，不同濃度的金納米簇對紫花苜蓿種子發(fā)芽率和發(fā)芽后幼苗的生長確有影響，隨著金納米簇濃度的增加，其對紫花苜蓿種子的抑制作用加大，表明了金納米簇對紫花苜蓿種子的發(fā)芽和幼苗的生長確實有毒害作用。

參考文獻

[1]Lee W M，An Y J，Yoon H，et al. Toxicity and bioavailability of copper nanoparticles to the terrestrial plants mung bean （Phaseolusradiatus） and wheat （Triticum aestivum）：plant agar test for water-insoluble nanoparticles [J].Environmental Toxicology & Chemistry，2008，27（09）：1915-1921.

[2]向壘，莫測輝，盧錫洪，等.納米氧化銅對白菜種子發(fā)芽的毒害作用研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2011，30（09）：1830-

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[3]Yang L， Watt D J. Particle surface characteristics may play an important role in phytotoxicity of alumina nanoparticles[J]. Toxicology Letter，2005，158：122-132.

[4]蘇愛華，林匡飛，張衛(wèi)，等.納米氧化鈦對油菜種子發(fā)芽與幼苗生長的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2009，28（02）：316-

320.

作者簡介：王佳琪，在讀本科生，研究方向：生物科學(xué)。

通訊作者：宋凱，博士，副教授，研究方向：納米生物學(xué)。endprint