甜高粱对镉胁迫的生理生化响应及镉富集研究

作者：郝正刚; 赵会君; 魏玉清^*; 曾周琦; 王志恒

来源：中国农业科技导报, 2021, 23(01): 30-42.

DOI：10.13304/j.nykjdb.2019.0260

• 甜高粱
• 镉胁迫
• 抗氧化酶
• 光合作用
• 镉富集

为阐明镉胁迫对甜高粱生理生化指标的影响以及镉富集特征,以辽甜1号为研究材料,采用5种不同浓度镉溶液(0、50、100、200、300μmol·L-1)模拟胁迫环境,测定并分析了镉胁迫下幼苗的生长指标、抗氧化酶活性、同工酶、光合参数、荧光参数、光响应曲线及镉富集率的变化。结果表明:(1)镉胁迫下,甜高粱鲜重、株高、地上部及地下部干重显著降低。(2)伴随胁迫浓度的增加,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)先升高后降低,过氧化物酶(peroxidase,POD)活性显著升高,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性显著降低,抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)先降低后升高再降低。胁迫早期SOD、POD酶谱多条带伴随胁迫浓度的增加而加深,出现了新的S2、P2条带;而CAT、APX酶谱无新的条带出现。(3)镉胁迫下叶片叶绿素含量,净光合速率、气孔导度、和蒸腾速率、叶片原初光能转化效率、光合电子传递量子效率、光化学淬灭系数,最大净光合速率、表观量子效率、暗呼吸速率、光饱和点显著降低,而胞间CO2浓度、非光化学淬灭系数、光补偿点则升高。(4)伴随胁迫浓度的增加,地上部、地下部的镉浓度升高,而地上部、地下部及单株富集率降低。因此,镉胁迫是通过抑制甜高粱的光合作用而使其生物量降低;甜高粱通过调控其抗氧化酶基因表达以维持其细胞正常代谢;低浓度镉胁迫有利于甜高粱富集镉,高浓度镉胁迫使甜高粱不可逆损伤,生物量降低,导致甜高粱对镉的富集率下降。

• 单位
  北方民族大学