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重金属Zn、Cd复合胁迫对秋茄幼苗生长及渗透调节物质的影响

郭晓音  
【摘要】: 本文采用土壤盆栽技术,研究不同浓度Cd(0、2.5、50 mg·kg~(-1))、Zn(0、100、500 mg·kg~(-1))胁迫,对红树植物秋茄(Kandelia candel(L.)Druce)幼苗植株生长状况、生物量情况、水分代谢、叶绿素含量、渗透调节物质含量等的影响,研究结果表明: 1同一Zn处理水平下,Cd的加入基本均导致秋茄幼苗根生物量减少,且随着培养时间的增加,Cd的抑制作用也有所加强;随着Cd处理浓度的增加,秋茄幼苗主根数目递减;Zn0和Zn100水平下,Cd对根系伸长存在刺激作用,随时间延长此作用减弱,Zn500水平下,Cd的施加一定程度抑制根系伸长,并随培养时间延长抑制作用愈发明显。同一Cd处理水平下,Zn处理对秋茄地下部分生物量的影响规律不完全一致;Zn刺激幼苗主根数目的增加;Cd0与Cd2.5水平下,外源Zn的施加刺激根系伸长,且随着Zn浓度增加此作用加强,但随培养期延长刺激呈减弱趋势,Cd50水平下,Zn的加入对根系伸长有所抑制,但未达显著水平。 2同一Zn处理水平下,Cd的施加对地上部分生物量的影响因浓度水平、培养时间、器官部位不同而不完全一致,其中,高浓度Cd均表现较强的抑制作用;同一Cd处理水平下,Zn加入影响规律亦不一致,其中高浓度Zn在Cd50水平下均表现出较强的抑制作用。 3培养初期,Zn的施加一定程度上减缓Cd对秋茄幼苗高度生长的抑制作用;140d时,茎长随Cd浓度的增加而下降,高浓度Zn与Cd处理在幼苗茎高生长方面表现协同的抑制作用。 4秋茄各器官含水量以根中水平最高;随着培养时间的延长,幼苗各器官含水量均呈下降趋势。Zn0水平下,随着Cd处理浓度的增加,地下部分含水量降低,地上部分有所增加;Zn100水平下,Zn的施加一定程度缓解了Cd污染对根部含水量的抑制作用;Zn500水平下,随着Cd浓度增加,各器官含水量递减。同一Cd处理水平下,低浓度Zn对地上部分含水量有部分刺激作用,而高浓度Zn基本均导致地上部分含水量减少。各器官中以Zn500-Cd50组水平为最低,可能与高浓度Zn-Cd间的协同抑制作用有关。 5培养初期,施加Cd、Zn处理一定程度上刺激秋茄叶面积增加;同一Zn水平下以低浓度Cd的刺激作用更为显著。培养期延长后,Cd、Zn的刺激作用减弱,Zn0与Zn100水平下Cd的加入抑制叶面积生长。 6同一Zn处理水平下,低浓度Cd对Chla、Chlb含量表现略微的刺激作用,高浓度Cd则一定程度上抑制Chl的合成,且抑制作用随培养时期的延长而增强;同一Cd处理水平下,Zn的施加刺激Chla、Chlb含量增加,并以低浓度Zn下作用更为明显,且此趋势随时间延长而愈发显著。随着培养时间的延长,秋茄叶片叶绿素含量呈递减趋势,各处理组中Chla/b比值递减,说明Chla含量的减少量大于Chlb。 7同一Zn处理水平下,低浓度Cd均刺激叶片中可溶性蛋白含量增加,高浓度Cd在培养后期也表现出一定的刺激作用;同一Cd处理水平下,外源Zn的施加导致其叶片可溶性蛋白含量增加,并以低浓度Zn处理下影响更加显著。外源Zn、Cd的施加均刺激根中可溶性蛋白含量增加。随着培养时间的延长,根、叶中可溶性蛋白含量水平下降。 8同一Zn处理水平下,低浓度Cd均刺激秋茄叶片中可溶性糖含量增加;Zn0水平下,随着Cd浓度增加,根中可溶性糖含量增加;Zn100与Zn500水平下,Cd的加入导致根中含量有所降低。随着培养时间的延长,根、叶中可溶性糖含量水平减少。 9培养初期,Zn0和Zn100水平下,低浓度Cd处理导致根、叶中脯氨酸含量有所降低,高浓度Cd则有略微刺激的作用;Zn500水平下,随着外源Cd浓度的增加,叶片中脯氨酸含量递增;同一Cd处理水平下,外源Zn的施加导致叶、根中脯氨酸含量有所减少。培养后期,单独施加Cd、Zn处理下,根、叶脯氨酸含量均有一定程度的增加,高浓度Cd、Zn处理下,增幅更大。随着培养时间的延长,脯氨酸含量降低,其中,以Zn0水平下对应组两个时期间的减少量相差最大,Zn100水平次之,Zn500水平最小。 10培养初期,Zn500水平下,随着Cd浓度增加,叶片中有机酸含量递增;培养后期,除Zn0与Zn100水平下,Cd2.5的加入导致根、叶中有机酸含量略减外,Cd的加入均刺激有机酸含量增加,高浓度Zn、Cd间协同作用下,增幅更大。随着培养时间的延长,秋茄根、叶中有机酸含量水平提高。 11秋茄体内各器官Cl含量顺序为:根>叶>胚轴>茎。同一Zn处理水平下,低浓度Cd对各器官中Cl含量有一定的刺激作用;同一Cd处理水平下,低浓度Zn亦有一定的刺激作用,高浓度Zn对地上部分Cl含量有所抑制,高浓度Cd、Zn协同抑制各器官中Cl含量。 12秋茄各器官中,Na含量顺序为根>茎、叶>胚轴,Cd处理导致根部含量减少,刺激Na向地上部分运输;高浓度Zn的施加减少各器官中Na含量。K含量顺序为胚轴>茎、叶>根,外源Cd的施加刺激K由根部向茎、叶运输,且在高浓度Cd处理下更为明显。Mg含量顺序为根>茎、叶>胚轴,施加Cd处理导致秋茄根中Mg含量不同程度减少,而低浓度Cd对地上部分的Mg含量有所刺激作用;施加外源Zn导致根、胚轴中的含量不同程度减少,茎、叶中含量有所增加。Ca含量顺序为叶片>茎、胚轴>根,外源Zn、Cd处理的施加,基本均导致各器官中Ca含量减少。


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