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几种蔬菜对镉胁迫适应性差异及机制研究

阳继辉  
【摘要】: 本文以不同品种菜心(31号、石排、四九)和菠菜、小白菜为试验材料,采用水培试验方法,从镉(Cd)对植株生长的影响、植株对Cd吸收累积特性、Cd在植株及细胞中的分布、以及膜稳定性等方面,探讨蔬菜对Cd胁迫的适应性及品种间差异性机制,旨在为蔬菜生产合理布局、Cd抗性蔬菜品种的选育提供科学理论依据。研究结果显示: 苗龄为30d的蔬菜经Cd(1、3、6μg·mL~(-1))处理5d后,供试蔬菜体内Cd含量及累积量、叶片相对电导率、MDA含量均显著增加,而几种蔬菜生物产量及菠菜、小白菜叶片叶绿素含量显著降低,说明Cd胁迫降低细胞膜结构稳定性、抑制蔬菜的生长。 菠菜与小白菜以及几种菜心品种间对Cd胁迫的反应有明显的差异。3品种菜心相对生物产量受Cd胁迫的影响大小顺序依次为:31号>石排>四九。6μg·mL~(-1)Cd处理后叶片相对电导率、MDA含量大小顺序为:31号>石排>四九。1、3μg·mL~(-1)Cd处理后的小白菜生物产量受抑制程度大于菠菜受到的影响,且在3μg·mL~(-1)Cd处理5d后,叶片相对电导率、MDA含量均以小白菜>菠菜而菠菜叶片叶绿素含量大于小白菜的含量。这些结果表明,四九菜心是对Cd胁迫适应性较强的品种,而菠菜对Cd胁迫的适应性强于小白菜。 Cd处理后,几种蔬菜体内Cd含量和累积量随着Cd处理浓度的增加而增加。不同品种菜心Cd的累积量大小顺序均为:四九>石排>31号,而对Cd适应性强的蔬菜—菠菜体内的Cd含量和累积量小于小白菜。这些结果说明,四九菜心对Cd适应性较强的原因在于其对已吸收的Cd有较强的忍耐能力,而菠菜对Cd适应性较强的机理之一在于其对Cd吸收的抵御。 Cd处理后,供试蔬菜器官中Cd含量的高低顺序均为:根>茎>叶片。Cd在供试蔬菜器官以及细胞组分中的分布存在差异。适应性强的四九菜心有较强的减少根细胞器中的Cd、增加茎细胞中液泡和输导组织的Cd分布及避免叶片细胞中可溶性组分和细胞器中的Cd增加的能力,而适应性敏感的31品种则与之相反。随着Cd胁迫强度的加强,Cd在适应Cd胁迫能力较强的菠菜茎、叶细胞各组分中分配比例并不增加,而适应性弱的小白菜却显著增加可溶性组分中的Cd比重。这些结果说明,在Cd胁迫下减少Cd在叶片细胞可溶性组分和细胞器中分布是四九菜心适应Cd胁迫的另一重要机制,而Cd在不同器官及细胞组分中稳定的分配能力是菠菜适应Cd胁迫的另一种机制。 1、3、6μg·mL~(-1)Cd处理后,3品种菜心叶片相对SOD和POD相对活性增加。叶片POD、CAT相对活性大小顺序为:四九>石排>31号。Cd处理后菠菜叶片POD和CAT相对活性增加,而小白菜叶片CAT相对活性下降,并且,菠菜叶片POD和CAT相对活性均高于小白菜。这些结果表明,在Cd胁迫下相对高效的膜脂抗氧化系统是四九菜心和菠菜抵抗Cd胁迫能力较强的原因之一。


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