重金屬鎘對黃瓜幼苗生理特性的影響及嫁接緩解鎘毒害的生理機制研究.pdf

1、由于工礦三廢排放和農(nóng)用化學(xué)品的過量使用,導(dǎo)致土壤重金屬鎘(Cd)大量積累,從而導(dǎo)致蔬菜受到嚴重污染,給人類健康帶來潛在危險。黃瓜(Cucumis sativausL.)是世界各地廣為栽培的重要蔬菜作物,而嫁接作為一種有效的抗逆措施廣泛應(yīng)用于黃瓜的生產(chǎn)。嫁接在提高黃瓜的抗病性、耐鹽性、耐銅性中的作用已得到研究證實,但是能否提高黃瓜的耐鎘性及相關(guān)的機制還未開展研究。本論文通過研究不同砧木黃瓜嫁接苗對鎘脅迫的生長生理響應(yīng),以及黃瓜嫁接苗對鎘毒

2、害的適應(yīng)機制,以期探明鎘對黃瓜嫁接苗生長、光合作用及礦質(zhì)元素吸收的影響,探討嫁接緩解重金屬鎘毒害的生理機制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.以“津春2號”為接穗,“津春2號”、“超豐抗生王”和“黑籽南瓜”為砧木嫁接,研究了0、5、10 mg/L3種濃度Cd2+處理對3種黃瓜嫁接苗生長、有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、鎘積累分配、礦質(zhì)元素吸收以及光合作用的影響。結(jié)果表明:隨著Cd2+處理濃度的升高,根系變褐,根長、莖粗及株高減小,砧木和接穗干鮮重

3、顯著降低。與未加鎘處理相比,Cd2+處理后嫁接苗MDA含量以及脯氨酸含量均顯著上升,MDA含量高低為“津春2號”自嫁苗>“黑籽南瓜”嫁接苗>“超豐抗生王”嫁接苗。嫁接苗各部位的鎘含量隨著鎘處理濃度的增加而顯著增加,且鎘含量在不同營養(yǎng)器官中分布表現(xiàn)為梯度降低,根系>砧木莖>接穗莖>葉片；10 mg/L Cd2+處理下,Cd2+含量高低表現(xiàn)為自嫁苗>“超豐抗生王”嫁接苗>“黑籽南瓜”嫁接苗,且差異達顯著水平。鎘脅迫下,黃瓜嫁接苗Ca、Mg、

4、Cu、Fe、Zn元素吸收受到顯著影響,但不同砧木、不同部位以及不同元素變化趨勢存在差異。此外,鎘處理降低了葉綠素含量,抑制了葉片光合作用,“超豐抗生王”嫁接苗受抑制程度最大,其ETR以及Pn等均顯著下降并且顯著低于自嫁苗；而“黑籽南瓜”嫁接苗葉綠素含量維持在較高水平,高鎘脅迫下其PSⅡ的電子傳遞速率較大,用于碳同化的能量高。
　　 2.以“津春2號”為接穗,“津春2號”和“黑籽南瓜”為砧木嫁接,研究了嫁接對鎘毒害作用的緩解機制。

5、結(jié)果表明:鎘脅迫下,黃瓜嫁接苗根系和葉片內(nèi)的MDA和O2-含量均顯著上升,且自嫁苗顯著高于“黑籽南瓜”嫁接苗,此外根系內(nèi)的MDA和H2O2含量高于葉片。伴隨著膜損傷,嫁接苗根系和葉片內(nèi)的抗氧化劑含量顯著上升,“黑籽南瓜”嫁接苗根系內(nèi)的AsA、GSH和GSSG顯著高于自嫁苗,葉片內(nèi)的GSH和GSSG則低于自嫁苗,且兩種嫁接苗根系內(nèi)抗氧化劑含量高于葉片。黃瓜嫁接苗還通過根系內(nèi)大量累積Cd以減緩其對葉片的損傷,通過亞細胞區(qū)隔化作用,將Cd大量