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金納米簇對紫花苜蓿生長的影響

作者:第一論文網 更新時間:2015年10月30日 10:03:34

截至目前,還沒有關于金納米簇材料對紫花苜蓿種子發芽和幼芽生長影響的相應報道。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實驗依據。

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0.0125 mol/L、0.0625 mol/L、0.125 mol/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皿中,每組3 個重復試驗,每個培養皿放30 顆種子,往培養皿中各加5ml 的懸濁液,用重量法每天補充懸濁液,將種子放在30 ℃恒溫培養箱中培養7d,每天光照6h,觀察并記錄種子發芽情況,用尺子量取發芽種子的幼苗長度。氯金酸溶液替代金納米簇溶液,方法同前。

1.2.2 數據計算及處理辦法發芽率=7d 發芽種子數/ 供試驗種子數×100%;發芽實驗每個處理3 個重復,統計好實驗數據,制成圖表進行分析[1]。

2 結果與分析

2.1 金納米簇對紫花苜蓿種子發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芽均表現出抑制作用,隨著懸濁液濃度的增加,對紫花苜蓿種子發芽的抑制作用表現越強,其中0.0125 mol/L 的金納米簇對種子發芽抑制作用最小,而0.125mol/L、0.625mol/L 的金納米簇懸濁液對種子處理差異并不明顯,發芽率為47%~61%,濃度為1.25mol/L 的對種子的抑制作用最大,種子的發芽率僅為26%。同前的趨勢,金納米簇懸濁液對種子發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,幼苗的發芽長度為1.25~1.35cm;前兩者與后三者差異較大(見表1)。

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移[4]。所以當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,其主要表現為影響種子的發芽和發芽后幼苗生長的長度。這與氯金酸實驗組結果相吻合。

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 結論

實驗表明,不同濃度的金納米簇對紫花苜蓿種子發芽率和發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 bioavailabilityof 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芽的毒害作用研究[J].農業環境科學學報,2011,30 (09):1830-1835.

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

[4]蘇愛華,林匡飛,張衛,等.納米氧化鈦對油菜種子發芽與幼苗生長的影響[J].農業環境科學學報,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。

通訊作者:宋凱,博士,副教授,研究方向:納米生物學。

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