文档介绍：生态环境学报 2012, 21(2): 308-313
Ecology and Environmental Sciences
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镉对籽粒苋耐性生理及营养元素吸收积累的影响
李虹颖
1, 2
1*
1. 土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所,江苏南京 210008;2. 中国科学院研究生院,北京 100049
摘要:初步阐明了镉对籽粒苋耐性生理及营养元素吸收积累的影响,为进一步揭示籽粒苋的镉耐性与镉富集机理奠定了基础。
通过对生物量的监测,对叶绿素、蛋白质、游离氨基酸、大量元素及微量元素等的含量的测定,阐明镉胁迫对籽粒苋生长生
理、抗胁迫耐性、营养元素吸收分配的影响。研究结果显示,镉胁迫对籽粒苋的生长抑制作用不明显,植株生物量随着镉浓
度的提高而轻微降低。随着镉处理浓度的提高,叶绿素含量下降幅度显著;蛋白质和游离氨基酸含量变化幅度不明显;钾含
量无大幅变化;镉、磷、钙、镁、锌、铁、锰、铜含量变化幅度较显著。镉、钾、磷、锰的迁移系数随着镉处理浓度的提高
无显著变化;钙的迁移系数呈上升趋势;镁、锌、铁、铜的迁移系数均呈下降趋势。这些结果表明:镉胁迫降低籽粒苋叶绿
素含量,抑制植株光合作用,继而抑制了植株的生长,但其程度不明显;镉胁迫条件启动活性氧防御机制;引起植株体内部
分养分代谢紊乱。结论:低浓度镉处理条件下,籽粒苋受镉离子影响,抗氧化能力下降。在高浓度镉处理条件下,籽粒苋调
节了营养元素的吸收和分配,启动了一系列活性氧防御机制,提高了抗胁迫能力。
关键词:籽粒苋;镉;叶绿素;蛋白质;游离氨基酸;大量元素;微量元素
中图分类号:
文献标志码:A
文章编号:1674-5906(2012)02-0308-06
随着全球经济的迅速发展,重金属污染已成为
环境污染的一个重要来源。镉是毒性最强的重金属
进一步揭示籽粒苋的镉积累机制。
1 材料与方法
污染元素之一。近年来,由于使用含镉肥料、污水
灌溉以及大气沉积,农作物的镉毒害现象时有发生
实验材料
籽粒苋 R104。
[1]
。镉毒害的主要症状表现为根系生长受阻、养分
水培试验
吸收受到抑制、元素含量发生改变等[2]。镉诱导细
胞内自由基产生,引起氧化胁迫。氧化胁迫通过降
低叶绿素含量、改变叶绿体超微结构、抑制与光合
作用有关的酶活性而抑制光合作用的进行[3]。光合
作用是植物生长的物质和能量来源,光合作用的抑
制会导致产量下降。氧化胁迫会破坏蛋白质的结构
和功能,蛋白质和游离氨基酸含量反映了氧化胁迫
的程度以及活性氧防御机制的启动程度[4]。镉影响
细胞质膜的透性,影响营养元素的吸收和转运,导
致植株中元素含量的改变;在对白菜、小麦、水稻
等作物的研究中均得到相似结论[5]。镉胁迫对元素
吸收、转运的影响是一个复杂的过程。细胞通过调
控这些营养元素参与的代谢,继而缓解镉毒害[6]。
但是镉是影响多种元素在植株中的累积的机理尚
不完全清楚。
籽粒苋生长区域分布广泛,可以耐受贫瘠的生
长环境。由于籽粒苋具有镉超积累的特性,可以作
为镉污染环境的修复植物[7]。目前,籽粒苋的耐镉
生理以及镉对籽粒