一种快速评价植物对重金属耐受性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种快速评价植物对重金属耐受性的方法，具体指通过设置等渗对照液，来快速评价和比较植物对重金属耐受性的方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着镉、锌、铅、铬、锰、铜、汞等重金属的大量开采，以及废旧电池等重金属污染物的扩散，全球环境重金属污染严重，湘西自治州位于全球著名的“锰三角”地带之一，其重金属污染也已经到了不容小觑的地步，对重金属污染的土地进行修复已经迫在眉睫。
[0003]在重金属污染的土地上栽培耐受性高的植物，是治理重金属污染土地的有效途径。但如何筛选对重金属耐受性高的植物品种却是一个难点，如果品种选择不好，会导致植物生长缓慢，对重金属富集能力降低，甚至难以存活，达不到理想的环境治理效果。
[0004]另一方面，在选育重金属耐受性高的植物新品种领域，也需要用到植物对重金属耐受性的评价，并且需要快速，以缩短选育周期。但目前的比较和评价方法都是让植物或植物种子在含有不同浓度重金属盐的介质(土壤或水)中生长或萌发，比较受害或萌发情况，存在周期长，实验材料难以采集等缺陷。
[0005]因此，开发一种快速、准确的评价植物对重金属耐受性的方法，无论是对于高耐受性植物新品种的选育，还是对于环境的治理，都具有重要意义。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，以叶切片为测试对象，通过设置等渗对照液，提供一种能快速、简单、准确的评价和比较植物对重金属耐受性的方法。
[0007]本发明包括以下几个步骤:
(1)将植物叶片切割为宽1.5-3mm，长3-8 mm的叶切片，置于去离子水中，真空抽气，直至叶切片完全沉入水底；
(2)配制0-1000mmol/L的重金属盐溶液(处理液)，以及相应的相同渗透势的钾盐或镁盐溶液作为等渗对照液。(如处理液为重金属溶液为100 mmol/L的硫酸镉溶液，等渗透势对照液为100 mmol/L的硫酸镁或66.67 mmol/L的硫酸钾)；
所述重金属盐溶液为镉或锌或铅或铬或锰或铜或汞；
(3)将(I)处理好的叶切片分别放入装有去离子水(空白对照)、处理溶液和等渗对照液的试管，并使之沉入溶液中，然后在22-28 °C暗处理3-6 h ;
所述叶切片数量要求是叶切片总体积不超过溶液体积的20% ；
(4)用叶绿素荧光仪检测叶切片的Fv/Fm值，计算Fv/Fm值抑制率(Y)，或计算Y为50%时的处理液浓度Y50，通过相同浓度下Y值的大小或Y50的大小来比较不同植物的耐受重金属的能力，Y值或Y50高者，耐受能力强。
[0008]所述Fv/Fm值抑制率(Y)=(处理液叶切片Fv/Fm值+等渗对照液叶切片Fv/Fm值)X 100%;所述(Fv/Fm)表示PSII原初光能转化效率。
[0009]经常规方法验证，即让植物或植物种子在含有不同浓度重金属盐的介质(土壤或水)中生长或萌发并比较受害或萌发情况，本方法准确、可靠。在实验条件相同的情况下(叶切片大小、叶片健康程度、试验温度相似，重金属盐、孵育时间相同等)，不同试验之间的数据有可比性，Y值或Y50高者，耐受能力强。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果还在于:
本发明通过设置等渗对照液，最大程度排除了叶片自身状态、渗透势对叶切片影响而造成的数据失真，更准确的反应了重金属离子对叶切片的伤害，进而体现植物对重金属的耐受能力，既能比较和评价不同植物对重金属的耐受性，也能比较和评价同一植物不同品种对重金属的耐受性。
[0011]本方法仅需数张叶片，在I天之内就能评价出植物对重金属的耐受性，缩短了周期，且方法简单、准确，重现性好。
【具体实施方式】
[0012]以下对一种快速评价植物对重金属耐受性的方法进行详细说明。
[0013]实施例1:
香根草对镉的耐受能力:将香根草叶片用小刀沿中线切开，然后切成约2毫米宽、3mm长的细条，马上浸泡在去离子水中，抽取真空，等其完全沉在水底时停止。
[0014]将约20片叶切片分别去离子水和50，100, 150，200, 250，300 mmol/LCd (NO3) 2和Mg (NO 3) 2溶液中，25°C暗环境孵育5h后，测量Fv/Fm值，并计算Y50值，香根草对镉[Cd (NO3) 2]的 Y50 值为 157.3 mmol/L。
[0015]实施例2:
拟南芥对锌的耐受能力:将拟南芥叶片切成宽2mm，长4mm的叶切片，在去离子水中抽真空至叶片下沉。
[0016]将约15 片叶片置于 0.5，1.0, 1.5, 3.0, 6.0, 9.0 mmol/L ZnSOjP MgSO4 溶液中，25°C暗环境孵育5h后，测量Fv/Fm值，并计算Y50值，拟南芥对锌[ZnSO4]的Y50值为
2.8 mmol /L
[0017]实施例3:
苎麻和瓜蒌对镉耐受能力的比较:将健康的苎麻和瓜蒌叶片切成宽2mm，长6mm的叶切片，并浸泡在去离子水中抽取真空，待其下沉后停止抽真空。
[0018]将约15片叶切片分别置于100 mmol/L Cd(NO3)2和150 mmol/L訊03溶液中，25°C暗环境孵育4h后，测量Fv/Fm值。苎麻的Fv/Fm抑制率(Y)为93.4%，瓜蒌的Fv/Fm抑制率(Y)为33.6%。苎麻对镉[Cd(NO3)2]的耐受能力大于瓜蒌。
[0019]上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种快速评价植物对重金属耐受性的方法，其特征在于包含以下几个步骤: (1)将植物叶片切割为宽1.5-3mm，长3-8 mm的叶切片，置于去离子水中，真空抽气，直至叶切片完全沉入水底； (2)配制0-1000mmol/L的重金属盐溶液(处理液)，以及相应的相同渗透势的钾盐或镁盐溶液作为等渗对照液； (3)将(I)处理好的叶切片分别放入装有去离子水(空白对照)、处理溶液和等渗对照液的试管，并使之沉入溶液中，然后在22-28 °C暗处理3-6 h ; (4)用叶绿素荧光仪检测叶切片的Fv/Fm值，计算Fv/Fm值抑制率(Y)，或计算Y为50%时的处理液浓度Y50，通过相同浓度下Y值的大小或Y50的大小来比较不同植物的耐受重金属的能力，Y值或Y50高者，耐受能力强；所述Fv/Fm值抑制率(Y)=(处理液叶切片Fv/Fm值+等渗对照液叶切片Fv/Fm值)X 100% ;所述(Fv/Fm)表示PSII原初光能转化效率。2.根据权利要求1所述快速评价植物对重金属耐受性的方法，其特征在于:所述重金属盐溶液为镉或锌或铅或铬或锰或铜或汞。3.根据权利要求1或2所述快速评价植物对重金属耐受性的方法，其特征在于:所述叶切片总体积不超过溶液体积的20%。
【专利摘要】本发明公开了一种快速评价植物对重金属耐受性的方法，包括（1）将植物叶切片，置于去离子水中；（2）配制重金属盐溶液（处理液），以及相应的相同渗透势的钾盐或镁盐溶液作为等渗对照液；（3）将（1）处理好的叶切片分别放入装有去离子水、处理溶液和等渗对照液的试管，并使之沉入溶液中，然后在22-28℃暗处理3-6h；（4）检测并计算Fv/Fm值抑制率（Y），Y值高者，耐受能力强。本发明通过设置等渗对照液，最大程度排除了叶片自身状态、渗透势对叶切片影响而造成的数据失真，仅需数张叶片，在1天之内就能评价出植物对重金属的耐受性，缩短了周期，且方法简单、准确，重现性好。
【IPC分类】G01N17/00
【公开号】CN105021518
【申请号】CN201510480869
【发明人】周强, 杨胜香, 陈功锡, 彭清静
【申请人】吉首大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月3日