材料，采用盆栽法，以不同浓度（0、20、200、400 μg/g）Cu2+处理液进行胁迫，研究外源Cu2+胁迫对大豆丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性（超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶POD）和根茎干鲜质量（地上干鲜质量和地下干鲜质量）的影响。结果表明，随着Cu2+胁迫浓度的增加，MDA含量呈现上升趋势;对2种抗氧化酶的活性影响显著，但活性影响方向不一致，显著降低SOD活性，增强POD活性，各Cu2+处理下SOD活性与同期对照组（15 d）相比降低 1.90%～19.55%，POD活性与同期对照组（15 d）相比增强31.36%～49.45%;Cu2+胁迫显著降低大豆幼苗地上干质量、地上鲜质量、地下干质量、地下鲜质量、总鲜质量、总干质量，与对照组相比，400 μg/g浓度的Cu2+胁迫分别下降了55.58%、64.79%、60.31%、85.42%、57.46%、74.79%。Cu2+胁迫引起丙二醛、抗氧化酶和根茎干鲜质量的显著变化，抑制大豆幼苗的正常生长，丙二醛是Cu2+胁迫的重要表征指标，研究为大豆幼苗的Cu2+毒害机理提供依据。
关键词：Cu2+胁迫;活性氧;抗氧化酶;生物量;大豆
中图分类号： S565.101 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）12-0089-04
Cu2+是植物体生长必需的微量元素，参与植物体电子传递和光合作用，在植物的正常生长发育过程中起着重要的作用，但植物组织中过量的Cu2+会对植物产生毒害作用。有研究报道，受到Cu2+毒害的植物植株增长减少、光合作用减弱、矿物质元素摄入量下降[1-3]。
植物体摄入过量的重金属Cu2+会使植物活性氧（reactive oxygen species，简称ROS）的产生与清除失衡，导致植物体活性氧的积累进而抑制植物生长并对植物产生毒害作用。活性氧产生后，会使植物器官中的膜脂发生过氧化，产生过氧化产物丙二醛（malondialdehyde，简称MDA）[4]。Liu等在玉米和水稻中研究发现，高浓度的Cu2+能够增加植物不同组织的丙二醛含量[5-6]。植物可通过增加抗氧化酶、在根中对重金属进行螯合等协调机制承受一定程度的Cu2+胁迫[7-8]。这些协调机制中，抗氧化防御系统在降低植物Cu2+毒害方面起着重要的作用[9-10]。抗氧化防御系统通过相关酶促和非酶促清除系统的启动，以减轻或消除活性氧积累对植物的伤害，酶促系统主要包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，简称SOD）、过氧化氢酶（catalase，简称CAT）、过氧化物酶（peroxidase，简称POD）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbata peroxidase，简称APX）和谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，简称GR），非酶促反应主要包括抗坏血酸（ascorbic acid，简称AsA）、类胡萝卜素（carotenoid，简称Car）以及一些含巯基的低分子化合物等[11-12]。Shashi等在鹰嘴豆和甘蓝型油菜中研究发现，Cu2+胁迫能够增加抗氧化酶活性[13-14]。Liu等在玉米中研究发现低浓度的Cu2+胁迫增加过氧化物酶活性，高浓度的Cu2+胁迫降低过氧化物酶活性[5]。
近年来，随着工业生产、矿井开采和城市活动使得农业水源和土壤中富集大量金属Cu2+，Cu2+胁迫已成为导致作物减产和品质下降的主要因素之一[15]。本研究通过测定不同浓度Cu2+处理下大豆幼苗丙二醛含量、酶活性和生物量的变化，探讨Cu2+对大豆幼苗生长和抗氧化酶的影响，以期为深入阐明植物耐Cu2+机理提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与生长环境
试验品种为齐黄35（审定编号：国审豆No.2015005），于2016年10—12月在国家农业智能装备工程技术研究中心小汤山国家精准农业示范基地（116.44°E，40.18°N）中進行盆栽培养。挑选颗粒饱满、大小均一的大豆种子，用1% NaClO溶液消毒15 min，之后用去离子水冲洗3次，用吸水滤纸吸干水分，挑选完好无损的大豆种子种于盆中，盆中预先用水浇透，每盆种植10粒种子，种子上覆盖3 cm厚的干土基质。花盆直径25 cm，高20 cm，每个花盆装入6 kg的土基质（土与育苗基质按比例混合）。盆土基质基础肥力为有机质含量为52.6%，全氮含量为1.47%，速效钾含量为 143 mg/kg，有效磷含量为13.1 mg/kg，pH值为5.5。20 d后挑选长势一致的幼苗，每盆留苗4株，共24盆96株。试验期间，温室内温度保持在15～25 ℃，相对湿度（RH）为60%～75%，日间光合有效辐射（PAR）为400～800 μmol/（m2·s）。
1.2 Cu2+胁迫处理
Cu2+胁迫参照GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中3个等级标准值设置[16]。采用分析纯CuSO4·5H2O制备浓度为0、20、200、400 μg/g的Cu2+处理液备用。试验中设置4个Cu2+梯度（表1），每个梯度均设置6个平行试验，即4个处理6个重复24盆盆栽大豆幼苗。
以上处理分别在Cu2+胁迫后5、10、15 d，摘取大豆幼苗顶部第3～5叶位完全成熟的叶片，立即带回实验室进行MDA含量和抗氧化酶（SOD、POD）活性测定。在Cu2+胁迫处理15 d进行生物量的测定。
1.3 测定指标和数据分析
1.3.1 MDA含量和抗氧化酶活性测定 MDA含量测定采用赵世杰等改进方法[17]。SOD活性测定采用NBT法（nitrotetrazolium blue chloride，氯化硝基四氮唑蓝法）[18]，POD活性采用愈创木酚法[19]测定。指标测定时，每个处理6次重复，取平均值。
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