龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应

龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应

郭智1，原海燕2，奥岩松1*

1. 上海交通大学农业与生物学院植物科学系，上海 200240；2. 江苏省中国科学院植物研究所（南京中山植物园），江苏 南京 210014

摘要：采用营养液培养法研究了镉胁迫条件下龙葵和茄子幼苗的生长及生理响应。结果表明：镉胁迫使龙葵和茄子幼苗生长受到不同程度影响。龙葵在镉浓度低于50 µM条件下，地上部干物质量仅下降15.48%%(P＞0.05)，根系干物质量在镉浓度低于100 µM下增加111.11%(P<0.05)，根系活力也呈先升后降的趋势；茄子地上部干物质量和根系活力在所有镉处理下均低于对照，根系干物质量在镉浓度高于25 µM时即呈现下降趋势，降幅达47.06%~70.59%，茄子对镉胁迫的耐受性相对较弱。镉胁迫还导致龙葵和茄子幼苗叶片色素含量降低，叶片相对电导率、MDA含量和可溶性糖含量增加，SOD、POD、CAT变化不一致。龙葵叶片SOD活性随镉胁迫程度的增加先增高后降低，POD和CAT活性基本上表现为逐渐上升趋势，而茄子叶片中SOD活性逐渐下降，POD逐渐上升，CAT呈先降后升又降的变化规律，龙葵体内的3种抗氧化酶对镉胁迫起到较强的抗氧化保护作用。

关键词：龙葵(Solanum nigrum L); 茄子(Solanum melongena L); 镉; 生理响应

中图分类号：Q948；X173 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）03-1009-07

近年来，随着工农业的迅速发展农田重金属污染逐渐引起人们的高度关注。镉作为一种毒性较强范围较广的重金属污染物，其不仅会对植物产生各种生理毒害作用[1-4]，更为严重的是，植物吸收富集的镉将通过食物链对人类健康造成潜在的危害[5]。

针对目前日益严重的重金属污染，植物修复是一种绿色廉价、被人们所广泛认可的有效的治理措施，其核心技术在于利用极少数能对重金属超量吸收的重金属超富集植物来去除土壤或水体中的重金属以达到修复和治理环境的目的。超富集植物对镉的解毒机制主要通过硫代谢的相关过程、氧化胁迫防卫机制以及对镉的束缚、隔离及外排机制[6]等一种或多种“自我调适”作用来避免或者减轻毒害作用，以维持正常的生理活动。龙葵(Solanum nigrum L)是我国研究人员新发现的镉超富集植物[7]。对于龙葵的镉富集特性以及解毒机理已有部分报道。魏树和等[8]认为镉主要富集在龙葵叶片，并且在Cd2+投加浓度为25 mg·kg-1条件下, 龙葵茎和叶中Cd质量分数分别为103.8和124.6 mg·kg-1。孙瑞莲等[9]报道龙葵叶片中总镉和水溶性镉质量分数与其叶片中乙酸和柠檬酸摩尔分数呈显著正相关关系。然而，对于新型镉超富集植物龙葵而言，其镉吸收、转运以及耐性机制和富集机制仍尚未完全明确。本研究以镉超富集植物龙葵和茄科植物茄子为试材，通过考察镉胁迫条件下龙葵和茄子幼苗生长和生理响应差异，以期部分揭示龙葵的镉耐性机制。

基金项目：上海市科学技术委员会科技攻关计划(07DZ19604)

1 材料与方法

1.1 试验材料

龙葵（Solanum nigrum L）种子由北京市医科院药用植物研究所提供。

茄子(Solanum melongena L)种子采用江苏省扬州市蔬菜研究所提供的一代杂交种“扬茄一号”。 1.2 幼苗培养

挑选饱满的龙葵和茄子种子经w=0.5% NaClO消毒20 min之后播种于经消毒的砂盘，10天之后选择健壮、生长一致的龙葵和茄子幼苗置于盛有4 L 1/2 Hoagland营养液的周转箱(容积为5 L，16~18株·箱-1)中预培养10 d，营养液中Fe盐用Fe-EDTA代替，溶液pH 6.5，营养液连续通气，每3天更换1次。试验于可控环境温室中进行，温度28/20 ℃、相对湿度70%±5%，自然光照。 1.3 试验设计

龙葵和茄子幼苗经预培养之后进行镉处理。镉以CdCl2·2.5H2O的形式加入，分别设0、25、50、100、200 µmol·L-1 5个处理浓度，营养液组成与预培养期间相同，每处理3次重复，每重复16~18株，处理期间隔2天更换营养液以避免镉的损耗，处理15天之后取样进行测定。 1.4 测定指标及测定方法

（1）株高、根长测定：常规方法测量植株株高、根长(以最长根长计)。

（2）根、茎、叶干物质量测定：将幼苗从营养

作者简介：郭智（1981－），男，博士研究生，主要从事植物逆境生理生态研究。E-mail: Guozhi703@yahoo.cn *通讯作者，E-mail: Aoys@sjtu.edu.cn 收稿日期：2007-12-03

1010 生态环境 第17卷第3期（2008年5月）

液中取出，根系先用蒸馏水冲洗，再在20 mmol·L-1乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)溶液中交换30 min，以去除根系表面粘附的金属离子，再用去离子水冲洗干净，吸水纸吸干表面水分，将叶片和根系分开，105 ℃下杀青2 h，然后在60 ℃下烘干至恒质量，测定根、茎、叶干物质量。

（3）各项生理指标测定：取成熟叶及剪取尚未木质化的侧根及细根进行各项生理指标检测。叶绿素采用丙酮乙醇混合液提取法测定[10]；根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[11]；细胞膜透性(相对电导率)用DDS-11A型电导率仪测定[12]；用蒽酮比色法测定可溶性糖[13]；硫代巴比妥(TBA)酸法测定丙二醛(MDA)含量[11]；氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性[11]；愈创木酚法测定过氧化物酶(POD)活性[10]；过氧化氢法测定过氧化氢酶(CAT)活性[14]。 1.5 数据处理

用SPSS 11.5 for windows 统计软件进行单因素方差分析、相关与回归分析，文中所列数据均为3次重复平均值。

2 结果与分析

2.1 镉对龙葵和茄子幼苗生长的影响

由表1可知，镉胁迫下龙葵和茄子幼苗生长均受到不同程度的影响。随着镉处理浓度的提高，龙葵和茄子株高和根长呈逐渐下降的趋势。T1-T4镉处理下，龙葵株高和根长的降幅分别为9.52%~30.56%和26.44%~46.62%，而茄子株高和根长的降幅分别为18.07%~49.26%和12.94%~ 44.92%，同时，两种植物地上部干物质量也呈下降趋势，T4(200 µmol·L-1)处理下，龙葵地上部干物质量较对照下降57.02%，而茄子下降70.56%，茄子受到的毒害相对较大。与地上部干物质量不同，2种植物根系干物质量随镉浓度的提高均呈先增后降的变化规律。因此，尽管镉胁迫降低了龙葵和茄

2+

子的株高和根长，但并没有完全导致植株生物量也同等程度的下降，且方差分析表明，龙葵在镉浓度低于50 µM条件下，地上部干物质量无显著下降趋势（P＞0.05），而所有镉处理下茄子地上部干物质量均显著降低（P<0.05）。并且，随着镉浓度的提高(≤100 µM)，龙葵根系干物质量显著增加（P<0.05），而茄子根系干物质量在镉浓度高于25 µM时即呈现下降趋势。这说明尽管镉胁迫对龙葵和茄子的合成代谢均会造成影响，而龙葵较茄子具有较强的抗性。

2.2 镉对龙葵和茄子幼苗叶片色素含量的影响

叶绿素是植物进行光合作用的物质基础，各种环境胁迫均可导致叶绿素的破坏与降解，叶绿素含量减少是衡量叶片衰老的重要生理指标[15]。镉对龙葵和茄子幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响如表2所示，龙葵和茄子幼苗叶片色素含量在镉胁迫条件下均呈下降趋势。T1-T4镉处理下，龙葵叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的降幅分别为12.70%~49.01%、24.99%~45.00%和10.45%~37.25%，茄子降幅分别为11.%~73.29%、24.20%~76.18%和19.26%~67.83%，下降程度相对较大。镉胁迫导致植物叶绿素含量的降低可能是镉与叶绿体中多种酶的巯基(-SH)结合导致叶绿体的结构和功能受到破坏，致使叶绿素分解所致[16]。Woolhouse[17]认为，随着叶片的衰老，叶绿素含量逐渐下降，叶绿素a会比叶绿素b下降得更快，叶绿素a/b值可作为叶片衰老的指标。而本试验中几乎所有镉处理(除龙葵T4镉处理)下叶绿素a/b值均较对照有所提高，这可能是重金属破坏叶绿体结构，使植物叶片叶绿素含量降低，然而叶绿素b更敏感，降幅更大的原因所引起的。

2.3 镉对龙葵和茄子幼苗根系活力的影响

根系活力是反映植物根系吸收能力和合成代谢强弱的一个生理指标。从图1可以看出，2种植

表1 镉处理对龙葵和茄子幼苗株高、根长、地上部和根系干物质量的影响

Table 1 Effect of Cdon the caulis height, maximal root length, dry shoot and root biomass of Solanum nigrum L and Solanum melongena L 植物种类 龙葵

镉处理/µM CK(0) T1(25) T2(50) T3(100) T4(200)

茄子

CK(0) T1(25) T2(50) T3(100) T4(200) 株高/cm 25.20±0.31aA 22.80±0.50bA 21.77±0.35bAB 18.80±1.34cBC 17.50±0.70cC 13.47±0.09aA 11.03±0.30bB 8.10±0.12cC 7.53±0.07dCD 6.83±0.20eD 根长/cm 19.67±1.97aA 14.47±0.20bB 12.63±0.38bcB 11.57±0.38bcB 10.50±0.35cB 13.13±0.29aA 11.43±0.17bB 9.17±0.03cC 8.33±0.09dD 7.23±0.15eE 干物质量/g

根系 0.018±0.0019cB 0.025±0.0023bcB 0.028±0.0038bAB 0.038±0.0023aA 0.019±0.0017bcB 0.010±0.001bB 0.017±0.0013aA 0.009±0.0008bcBC 0.007±0.0003cdBC 0.005±0.0005dC 地上部 0.239±0.016aA 0.221±0.0057abA 0.202±0.0058bAB 0.174±0.0035cB 0.103±0.0061dC 0.186±0.002aA 0.156±0.004bB 0.076±0.004cC 0.063±0.001dCD 0.055±0.002dD 注：表中数据为平均值±标准误，abcde表示0.05水平差异显著性（P<0.05），ABCDE表示0.01水平差异显著性（P<0.01） 郭智等：龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应 1011

表2 镉处理对龙葵和茄子幼苗的影响色素含量的影响

Table 2 Effect of Cdon the photosynthetic pigments in the leaves of Solanum nigrum L and Solanum melongena L mg·g-1

2+

植物种类 龙葵

镉处理/(µM) CK(0) T1(25) T2(50) T3(100) T4(200)

叶绿素a 1.274±0.024aA 1.112±0.018bA 1.079±0.061bA 1.070±0.052bA 0.650±0.046cB 1.312±0.023aA 1.161±0.060aA 0.663±0.024bB 0.631±0.077bB 0.350±0.035cC 叶绿素b 0.672±0.018aA 0.504±0.012bB 0.494±0.040bB 0.456±0.039bcB 0.370±0.025cB 0.567±0.038aA 0.430±0.027bB 0.265±0.014cC 0.249±0.018cC 0.135±0.015dD 类胡萝卜素 0.369±0.007aA 0.331±0.005abA 0.317±0.017bA 0.309±0.012bA 0.232±0.020cB 0.427±0.014aA 0.345±0.016bB 0.233±0.009cC 0.233±0.028cC 0.137±0.014dD 叶绿素a+b 1.946±0.040aA 1.616±0.030bB 1.572±0.099bB 1.527±0.0bB 1.019±0.040cC 1.879±0.020aA 1.591±0.083bB 0.928±0.038cC 0.879±0.0cC 0.486±0.049dD 叶绿素a/b 1.7±0.029bcA 2.208±0.022abA 2.196±0.084abA 2.363±0.125aA 1.782±0.216cA 2.340±0.202aA 2.707±0.113aA 2.505±0.051aA 2.533±0.244aA 2.602±0.081aA 茄子 CK(0) T1(25) T2(50) T3(100) T4(200) 注：表中数据为平均值±标准误差，abcd表示0.05水平差异显著性（P<0.05），ABCD表示0.01水平差异显著性（P<0.01）；叶片色素含量以鲜重计 -1-1根系活力/(µg•gh)1400120010008006004002000CKT1 T2 镉处理 龙葵茄子T3T4图1 镉处理对龙葵和茄子幼苗根系活力的影响 Fig. 1 Effect of Cd2+ on the root activities of Solanum nigrum L and Solanum melongena L 物根系活力的大小与镉处理浓度密切相关。对于龙葵而言，T1和T2处理下根系活力随镉浓度的增加而极显著提高（P<0.01），分别比对照增加8.20%、45.63%，且在T2处理时达到峰值，说明低浓度的镉对龙葵根系活力的提高有一定的促进作用。但随着镉浓度的继续上升，镉浓度超过100 µM (T3)时，镉对龙葵的毒害作用逐渐显现，且浓度越高，毒害越大，200 µM处理下龙葵的根系活力较对照下降29.16 %。茄子根系活力与龙葵不同，镉胁迫下其根系活力随镉浓度的提高而逐渐下降。低浓度镉处理(T1-T2)下，茄子根系活力下降1.58%、15.20%，与对照差异不显著（P＞0.05），而镉浓度的提高，根系活力较对照极显著下降，降幅分别达47.32%和59.63%（P<0.01），说明此时茄子根系受到严重的毒害作用。

2.4 镉对龙葵和茄子叶片膜透性的影响

细胞膜是选择透过性膜，其主要功能为调节和控制细胞内外物质的运输和交换。据报道，Cd胁迫对细胞的影响往往首先作用于主要由类脂和蛋白质所构成的细胞膜，破坏膜结构和功能，导致细胞

内电解质外渗。因此认为叶片膜透性一定程度上可以反映镉对植物的伤害程度[18]。由图2可知，随着镉浓度的提高，龙葵和茄子叶片相对电导率总体上均呈上升趋势。回归分析表明，龙葵叶片相对电导率与镉处理浓度显著正相关（P<0.05），线性回归方程为Y=5.60057+0.01041x (R2=0.8085)，茄子叶片相对电导率则与镉处理浓度极显著正相关（P<0.01），线性回归方程为Y=5.63032+0.07614x (R2=0.9749)。镉胁迫下，龙葵相对电导率增加3.63%~39.55%，变化幅度不大，说明镉对龙葵细胞膜的影响较小。而茄子在相对较低镉处理浓度(≤50 µM)条件下相对电导率变化幅度也很小，而当镉处理浓度继续提高时，电导率急剧上升，镉浓度为200 µM时，茄子相对电导率较对照提高了237.16%，说明此时镉严重影响了茄子叶片的细胞膜透性，这与吴旭红[19]报道结果一致。其原因可能是大量镉进入植物体内与细胞膜蛋白的巯基或磷脂分子层的磷脂类物质反应，造成膜蛋白的磷脂结构改变，膜系统遭受破坏，透性增大，使细胞内一些可溶性物质外渗，从而导致相对电导率增大。 2520相对电导率龙葵茄子151050CKT1 T2 镉处理 T3T4图2 镉处理对龙葵和茄子幼苗叶片相对电导率的影响 Fig. 2 Effect of Cd2+ on the relative electric conductivities in the leaves of Solanum nigrum L and Solanum melongena L 1012 生态环境 第17卷第3期（2008年5月）

2.5 镉对龙葵和茄子叶片抗氧化系统的影响

植物器官在衰老或逆境条件下所产生过多的自由基会引发植物体内膜脂过氧化作用而对植物产生毒害，其产物MDA含量常作为反映逆境条件下植物受伤害程度的指标之一[20]。由图3-D可以看出，随镉处理浓度的提高龙葵叶片MDA含量增加，最高增幅为56.70%，而茄子叶片MDA含量上升幅度较大，T3-T4镉处理下，升幅分别达61.53%和110.39%，说明茄子在高镉胁迫下膜脂过氧化程度更剧烈，遭受毒害作用更为严重。

作为抗氧化保护系统的过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)在许多逆境条件下其抗胁迫能力是植物对逆境胁迫响应的关键因素[21]，它们共同组成植物体内一个有效的活性氧清除系统，可有效清除植物体内过多的自由基和过氧化物[22-23]。本研究中，镉对龙葵和茄子幼苗叶片SOD、POD、CAT酶活性的影响如图3(A)、(B)、(C)所示。龙葵叶片SOD活性随镉处理浓度的提高呈先增后降的趋势，而POD和CAT活性基本上表现为逐渐上升的趋势。茄子体内3种抗氧化酶的变化与龙葵不同，其SOD活性逐渐下降，POD逐渐上升，而CAT呈先降后升又降的变化规律。说明对于龙葵而言，SOD、POD和CAT的相应提高可能起到了一定的清除活性氧的作用。而较高浓度的镉胁迫下茄子体内SOD活性的下降和CAT活性的不规律变化可

300250200150100500-1能导致活性氧清除系统遭到破坏，活性氧清除能力下降，膜脂过氧化程度加剧，高浓度镉胁迫下其体内MDA含量的急剧上升也说明了这一点(图3-D)。 2.6 镉对龙葵和茄子幼苗叶片可溶性糖含量的影响

可溶性糖是植物体内一种重要的渗透调节物质，水分胁迫、盐胁迫、重金属胁迫等不良环境都会使植物体内的可溶性糖含量发生显著变化，虽然大部分研究认为镉对植物体内糖代谢有影响，但是其影响程度尚无一致结论[24]。本研究中，随着镉处理浓度的提高，龙葵和茄子叶片可溶性糖含量逐渐升高(图4)。回归分析表明，龙葵叶片可溶性糖含量与镉处理浓度呈显著正相关（P<0.05），线性回归方程为Y=0.00446+0.00001x（R2=0.9137），茄子可溶性糖含量与镉处理浓度呈极显著正相关（P<0.01），线性回归方程为Y=0.00278+0.00004x（R2=0.9493）。当镉浓度为200 µM时，龙葵和茄子叶片可溶性糖含量较对照分别提高了49.23%和249.05%，茄子可溶性糖含量在高镉胁迫下有显著提高。

3 讨论

龙葵作为一种新型镉超富集植物，对镉不仅具有较强的富集特性，同时还具有一定的耐受性。本研究中，镉胁迫下尽管龙葵在株高、根长和叶片色素方面均有不同程度下降，但在镉浓度低于25 µM

•g-1)A700•g-1)6005004003002001000-1-1)CCKT1T2镉处理T3T4

3000250020001500B-1•gU(/DOS)ni•m074DO(/DOP100050000.02D0.015ni•m042DO(/TACg•lomµ)(WF,AD(Mb0.010.0050CKT1T2镉处理T3T4图3 镉处理对龙葵和茄子幼苗叶片抗氧化系统的影响

Fig. 3 Effect of Cd2+ on the activities of SOD(A), POD(B), CAT(C) and the content of MDA(D)

in the leaves of Solanum nigrum L(

)and Solanum melongena L(

)

郭智等：龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应 1013

0.014 0.012龙葵)茄子 1-g•0.01 µg/(0.008 糖性0.006 溶可0.004 0.002 0 CKT1 T2T3T4 镉处理图4 镉处理对龙葵和茄子幼苗叶片可溶性糖含量的影响 Fig. 4 Effect of Cd2+ on the contents of soluble sugar in the leaves of Solanum nigrum L and Solanum melongena L 下其生物量并未下降，尤其是根系生物量随镉浓度的提高而逐渐增加，最高可达对照的2.11倍。龙葵根系生物量没有下降反而增加的原因可能与自身的根系活性有关，龙葵根系活力随镉浓度升高表现出的低促高抑趋势与根系生物量的变化相吻合。而与龙葵同为茄科茄属的茄子对于镉胁迫所做出的反应不同，在T1-T4镉胁迫范围内，茄子株高、根长、生物量、色素含量以及根系活力等一系列生长和生理指标均表现为下降的趋势。因此，比较而言，龙葵相对于茄子对镉具有较强的耐受能力。

细胞膜作为植物调节和控制细胞内外物质运输和交换的重要结构，其透性是评价植物对污染物反应的常用指标之一。环境中的各种逆境胁迫均可导致植物膜透性增加，细胞内物质外渗。本研究中龙葵和茄子相对电导率的增加均表明植物的膜系统已经受到了一定的损伤。逆境胁迫还会促进植物体内活性氧产生增加。正常情况下，植物细胞中活性氧的产生和清除两个过程处于平衡状态，而逆境胁迫下植物体内活性氧增加，增加的活性氧一方面诱导有关的保护酶如SOD、POD、CAT等活性升高，另一方面还可以直接破坏生物大分子，使酶活性丧失。表现为低强度胁迫条件下，植物体内酶活性随胁迫程度增加而上升，当胁迫程度超出植物体忍耐范围之后，胁迫程度越高，酶活性越低[25]。MDA是植物在环境胁迫下膜脂过氧化而产生的一种具有细胞毒性的物质，它的生成是由体内自由基引发而产生的。本研究中，龙葵SOD随镉浓度的升高先升后降，POD和CAT两种酶活性基本上均高于对照。而茄子SOD酶活性表现为镉浓度越高，活性越低，POD虽随镉浓度上升其活性也上升，在200 µM高镉浓度下增幅达132.39%，仍低于龙葵POD2.31%的增幅，CAT酶活性也在200 µM高镉浓度下急剧下降。可以看出，龙葵较茄子表现出相

对较强的抗氧化胁迫能力。虽然龙葵具有较强的抗氧化胁迫能力，但其膜系统仍遭受不同程度过氧化，MDA含量增加，T2-T4镉处理下其增幅仅为15.65%~56.70%，而茄子受到的损伤较重，其增幅达16.14%~110.39%。这一方面反映了龙葵抵御外界逆境胁迫能力较强，另一方面也说明三种抗氧化保护酶中SOD可能在消除活性氧、降低膜质过氧化程度方面起到更重要的作用。

可溶性糖是植物体内一种重要的渗透调节剂，同时也是合成其它有机溶质的碳架和能量来源，对细胞质膜和原生质胶体有稳定作用。镉对糖代谢的影响因作物种类不同而异，镉胁迫下，耐性较强的小黑麦可溶性糖含量无明显变化，玉米略减少，而耐性较弱的黄瓜、大豆等则在镉胁迫下可溶性糖含量明显下降[26]，也有报道耐性较强的凤眼莲和较敏感的紫背萍叶片可溶性糖含量均随水中镉浓度的升高而增加，而耐性强的凤眼莲增加幅度较小[27]，与本研究结果基本相同。本研究中耐性较强的龙葵和耐性较弱的茄子也表现为可溶性糖含量随镉浓度升高而升高，两种植物体内可溶性糖含量的增加可能是对逆境胁迫的适应性反应，同时也说明，用可溶性糖含量来评价龙葵和茄子的抗逆性强弱不是一个理想的指标。

4 结论

（1）镉胁迫抑制龙葵和茄子幼苗生长。从株高、根长、根系活力、干物质量积累及叶片色素等生长指标综合考虑，龙葵表现出更强的镉耐性。

（2）25~200 µM镉处理导致龙葵和茄子叶片色素含量降低，叶片相对电导率、MDA含量和可溶性糖含量增加，茄子变化幅度较大，表明茄子对镉较敏感。

（3）镉胁迫下龙葵叶片SOD、POD、CAT等抗氧化酶起到了较强的抗氧化保护作用。

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郭智等：龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应 1015

Physiological response of Solanum nigrum L and Solanum

melongena L seedlings to cadmium stress

Guo Zhi1, Yuan Haiyan2, Ao Yansong1

1. School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China

2. Institute of Botany, Jiangsu Province & Chinese Academy of Sciences (Nanjing Botanical Garden Mem. Sun Yat-san), Nanjing 210014, China

Abstract: Physiological responses of Solanum nigrum L and Solanum melongena L seedlings to Cadmium stress were investigated by nutrient solution culture. The results showed that Cd could affect the growth of S. nigrum and S. melongena seedlings. Dry shoot biomass decreased 15.48% when Cd concentration was below 50 µM (P＞0.05), but dry root biomass of S. nigrum increased 111.11% with the application of Cd (≤100 µM, P<0.05). Root activities of S. nigrum increased at low Cd concentrations (≤50 µM) and then decreased. However, dry shoot biomass and root activities of S. melongena decreased significantly in all Cd treatments and dry root biomass decreased 47.06%~70.59% compared to T1 Cd treatment after 25 µM Cd was applied to the nutrient solution. The leaves pigment contents of S. nigrum and S. melongena seedlings decreased, relative electric conductivities, MDA contents and soluble sugar contents increased with the increase of Cd concentration, but the changes of SOD, POD, and CAT activities in the leaves of S. nigrum and S. melongena seedlings presented a different rule. The leaf SOD activities of S. nigrum increased under low Cd (≤50 µM) and then decreased, POD and CAT increased continuously. However, SOD activities of S. melongena gradually decreased, POD activities increased and the CAT presented the rule of drop-rise-drop. SOD, POD, and CAT in the leaves of S. nigrum played an important role against Cd stress.

Key words: Solanum nigrum L; Solanum melongena L; cadmium; physiological response