Cd脅迫對(duì)水稻材料根系形態(tài)特征及解剖結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，土壤中Cd含量增加，土壤-植物-食品系統(tǒng)中的Cd污染問題日趨嚴(yán)重。水稻是對(duì)Cd敏感的作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)較易受到Cd的影響。由于根系直接與污染土壤接觸，其形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生改變。目前，有關(guān)水稻在逆境脅迫下外部形態(tài)結(jié)構(gòu)變化的研究較多，但對(duì)Cd脅迫下水稻材料根系形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)的比較研究還未見報(bào)道。為此，本試驗(yàn)以4份遺傳特性和根系Cd積累能力不同的保持系、恢復(fù)系水稻育種材料為供試對(duì)象，采用水培試驗(yàn)結(jié)合石蠟切片技術(shù)，比較

2、了Cd肋迫下不同水稻材料根系形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)的差異，探討Cd脅迫對(duì)水稻根系解剖結(jié)構(gòu)的傷害特點(diǎn)，旨在為選育低吸收低積累型水稻材料提供解剖學(xué)方面的依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)隨Cd濃度升高，四份水稻材料根系Cd含量逐漸上升，材料間增幅變化各異，各處理間均達(dá)顯著性差異。在不同供Cd下，保持系、恢復(fù)系水稻材料根系Cd含量均是Cd高積累型顯著高于Cd低積累型，表現(xiàn)出各自對(duì)Cd高積累和低積累的特性，且隨著Cd濃度升高和生育期推進(jìn)，差異

3、逐漸增大；整體上看，同-Cd積累型水稻根系Cd含量均是保持系明顯大于恢復(fù)系，恢復(fù)系表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗Cd性；各水稻材料隨生育期的推進(jìn)，根系Cd含量遞增、漲幅遞減。
　　 (2)水稻根系形態(tài)解剖性狀值在不同Cd濃度和生育期對(duì)Cd的反應(yīng)各異，材料間存在差異。低Cd水平，保持系、恢復(fù)系水稻材料根系根直徑、皮層厚度、中柱直徑、導(dǎo)管直徑、大導(dǎo)管數(shù)均較對(duì)照有不同程度的增加，高Cd水平，則較對(duì)照有所下降；同系的Cd低積累型根系形態(tài)解剖性狀值均高于

4、Cd高積累型（形態(tài)解剖性狀值高，受Cd傷害較小，表現(xiàn)更正常），即Cd高積累型受Cd毒害較為嚴(yán)重，對(duì)Cd適應(yīng)性更差，抗Cd能力不如Cd低積累型；從同-Cd積累型看，在不同Cd水平下均是保持系根系形態(tài)解剖性狀值低于恢復(fù)系，且前者的增、降幅度更大、穩(wěn)定性更差、受Cd毒害更重，而恢復(fù)系根系對(duì)Cd的適應(yīng)能力更好，具有更強(qiáng)的抗Cd性；就生育期而言，根系各形態(tài)解剖性狀值以孕穗期最高，灌漿期次之，成熟期最低，即隨水稻的成熟，各指標(biāo)逐漸下降，Cd毒害逐漸

5、加深。
　　 (3)水稻根系形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)在不同Cd濃度和生育期對(duì)Cd的反應(yīng)各異，材料間變化不同。以孕穗期為例，保持系兩材料在低Cd下皮層出現(xiàn)新生根，高積累型宜香B新生根直徑較低積累型E2B更粗、染色更深：在高Cd下均發(fā)生表皮脫落、皮層破損且出現(xiàn)黑色斑點(diǎn)，高積累型宜香B表皮及皮層破損較低積累型E2B嚴(yán)重，出現(xiàn)的黑點(diǎn)更靠近中柱，表明低積累型E2B較高積累型宜香B受Cd迫害更輕，忍耐性更強(qiáng)?；謴?fù)系材料在Cd脅迫下皮層均出現(xiàn)新生根，低C

6、d下高積累型R892出現(xiàn)新生根較低積累型綿恢725多一條，直徑也較綿恢725粗，且更靠近中柱；高Cd下高積累型R892皮層破損較低積累型綿恢725嚴(yán)重，表明低積累型綿恢725受Cd毒害較高積累R892輕，耐Cd性更強(qiáng)，即保持系、恢復(fù)系均是高積累型受Cd毒害較低積累型嚴(yán)重。同為高積累型材料，恢復(fù)系R892僅出現(xiàn)新生根，保持系宜香B不僅出現(xiàn)新生根、皮層嚴(yán)重破損、還產(chǎn)生黑色斑點(diǎn)，表明恢復(fù)系R892根系解剖結(jié)構(gòu)受損較保持系宜香B輕，受Cd毒害相

7、對(duì)輕微；同為低積累型材料，保持系E2B根系皮層出現(xiàn)1條新生根和少量黑色斑點(diǎn)，恢復(fù)系綿恢725僅有一條靠近表皮的新生根，未見黑色斑點(diǎn)，表明恢復(fù)系綿恢725根系解剖結(jié)構(gòu)變化較保持系E2B小，表現(xiàn)更穩(wěn)定，具有更好的抗Cd性。不同生育時(shí)期來看，灌漿期和成熟期根系形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)在Cd脅迫下表現(xiàn)出與孕穗期類似的規(guī)律（即高Cd下水稻材料根系受Cd毒害較低Cd下嚴(yán)重，保持系、恢復(fù)系均是高積累型受Cd毒害較低積累型嚴(yán)重，同一積累型水稻材料均是保持系受Cd毒