海雀稗種質(zhì)資源耐鎘性評(píng)價(jià)及生理機(jī)制初步分析

韋海燕 申晴 卞華 廖麗 羅小燕 丁西朋 王志勇

摘 ?要：海雀稗是重要的暖季型草坪草，為篩選耐鎘海雀稗優(yōu)質(zhì)資源，本試驗(yàn)在海雀稗耐鎘評(píng)價(jià)體系優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)23份海雀稗種質(zhì)資源進(jìn)行耐鎘性評(píng)價(jià)，并初步探討了其耐鎘生理機(jī)制。結(jié)果表明，低濃度鎘（0.50～1.50?mmol/L）處理時(shí)，海雀稗葉片枯黃率有顯著差異，鎘濃度為0.50?mmol/L與1.50?mmol/L時(shí)坪用質(zhì)量無(wú)顯著差異，鎘濃度為1.00?mmol/L與1.50?mmol/L時(shí)坪用質(zhì)量無(wú)顯著差異，坪用質(zhì)量與枯黃率在鎘濃度為1.50～2.00?mmol/L均有顯著差異，高濃度鎘（2.0～3.0?mmol/L）處理時(shí)枯黃率差異顯著，鎘濃度為2.00?mmol/L與2.50?mmol/L、2.50?mmol/L與3.00?mmol/L時(shí)坪用質(zhì)量間無(wú)顯著差異。以葉片枯黃率50%為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)建立回歸方程求得臨界濃度為1.5?mmol/L。選用坪用質(zhì)量較好的23份海雀稗種質(zhì)資源進(jìn)行耐鎘性評(píng)價(jià)，結(jié)果表明1.50?mmol/L鎘脅迫條件下，不同材料之間耐鎘能力差異明顯，USA17-2、USA17-30、USA17-37、USA17-41和USA17-45相對(duì)坪用質(zhì)量高，枯黃率低于45.00%，對(duì)鎘耐性強(qiáng);USA17-22、USA17-24、USA17-42、HN17-35和US17-47相對(duì)坪用質(zhì)量低，最高枯黃率達(dá)到83.33%，對(duì)鎘耐性最弱。通過(guò)對(duì)耐鎘能力極端資源的脯氨酸及葉綠素含量測(cè)定發(fā)現(xiàn)，鎘脅迫后耐鎘海雀稗中脯氨酸和葉綠素含量顯著高于鎘敏感型海雀稗，推測(cè)維持高的脯氨酸和葉綠素含量是海雀稗耐鎘的重要生理機(jī)制。本研究結(jié)果為選育優(yōu)良耐鎘海雀稗品種提供參考。

關(guān)鍵詞：海雀稗;種質(zhì)資源;鎘脅迫;生理機(jī)制

Abstract： Paspalum vaginatum?Sw is an important turfgrass resource. Based on the optimization of the cadmium tolerance evaluation system of P. vaginatum?Sw， this experiment evaluated the cadmium tolerance of 23 P. vaginatum?Sw germplasm resources， and preliminarily explored the physiological mechanism of cadmium tolerance. Under low concentration （0.50～1.50?mmol/L） treatment， there was a significant difference in the leaf firing percentage， but there was no significant difference in turf quality between 1.00～1.50?mmol/L， and high concentration （2.00～3.00?mmol/L） showed a significant difference in the leaf firing percentage， but there was no significant difference in turf quality between 2.00～2.50?mmol/L， and no significant difference 2.50～3.00?mmol/L. Based on the 50% leaf firing percentage as the standard， the critical concentration was found to be 1.5?mmol/L by establishing equation of linear regression. The cadmium tolerance of 23 P. vaginatum?Sw germplasm resources was evaluated under the condition of 1.50?mmol/L cadmium stress. The results showed that different germplasm resources had significant differences. The turf quality of USA17-2， USA17-30， USA17-37， USA17-41 and USA17-45 was high， the leaf firing percentage was lower than 45.00%， the cadmium tolerance was the strongest. The turf quality of USA17-22， USA17-24， USA17-42， HN17-35 and US17-47 was relatively low， and the leaf firing percentage was 83.33%， the cadmium tolerance was the weakest. Through the determination of proline and chlorophyll content of extreme resources for cadmium tolerance， the content of proline and chlorophyll in cadmium-tolarence P. vaginatum?Sw after cadmium stress was significantly higher than that of cadmium-sensitive P. vaginatum Sw. It is speculated that maintaining high proline and chlorophyll content was an important physiological mechanism of cadmium tolerance in P. vaginatum?Sw. The results would provide a basis for the selection of excellent cadmium-tolarence P. vaginatum?Sw varieties.

Keywords： Paspalum vaginatum Sw.; germplasm resources; cadmium stress; physiological mechanism

近年來(lái)，重金屬鎘（cadmium， Cd）污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，鎘具有高度移動(dòng)性和毒害性，且半衰期達(dá)20～30年之久[1]。鎘與汞、砷、鉛、鉻一起被稱為環(huán)境污染的“五毒元素”[2]，鎘并被列為“五毒之首”[3]。鎘不是植物所必須的營(yíng)養(yǎng)元素，但非常容易被植物吸收富集，進(jìn)而進(jìn)入植物體內(nèi)累積，破壞植物細(xì)胞膜透性，抑制蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物等代謝及水分和礦物質(zhì)的吸收和運(yùn)輸，從而影響植物生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)和產(chǎn)量，甚至造成植物死亡[4]。植物耐受鎘的機(jī)制較為復(fù)雜，不同的植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育期對(duì)鎘脅迫的響應(yīng)機(jī)制都可能不同[5]。目前研究表明，植物的耐鎘機(jī)制主要包括螯合作用、區(qū)隔化作用、抗氧化作用、排外作用、固定鈍化作用和應(yīng)急作用[6]。

篩選耐鎘性強(qiáng)的植物品種是實(shí)現(xiàn)鎘污染區(qū)域植物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵[7]。海雀稗（Paspalum vaginatum Sw.）為禾本科雀稗屬的多年生草本植物，分布于世界熱帶和亞熱帶地區(qū)，其耐鹽性極強(qiáng)，是海濱灘涂、島嶼鹽土改良和草地建植的重要草種，海雀稗還具有抗旱和耐踐踏性，是綠地草坪和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪的優(yōu)良草種。有研究表明海雀稗相對(duì)于假儉草、白三葉、狗牙根等草坪草具有更強(qiáng)的耐鎘性[8-10]，是較耐鎘的暖季型多年生草本植物之一。鑒于此，本研究在優(yōu)化海雀稗耐鎘評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，對(duì)23份海雀稗種質(zhì)資源進(jìn)行耐鎘性評(píng)價(jià)，及其一些耐鎘生理指標(biāo)測(cè)定，旨在篩選出耐鎘性強(qiáng)的海雀稗種質(zhì)資源，并初步探討其耐鎘生理機(jī)制。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

本研究使用的23份海雀稗種質(zhì)資源，其中6份來(lái)自海南省文昌、萬(wàn)寧、三亞、臨高，17份引自美國(guó)（表1），此23份材料均種植于海南大學(xué)儋州校區(qū)農(nóng)科基地。試驗(yàn)材料按編號(hào)順序分別種植在1?m2的小區(qū)內(nèi)，每2周對(duì)長(zhǎng)出小區(qū)邊緣的匍匐莖進(jìn)行修剪，以防止不同材料間的混淆。對(duì)田間材料進(jìn)行常規(guī)灌溉和施肥，以保持其健康生長(zhǎng)。

1.2 ?方法

1.2.1 ?耐鎘評(píng)價(jià)體系優(yōu)化 ?本試驗(yàn)參照陳靜波等[11]的方法對(duì)材料進(jìn)行水培法培養(yǎng)，并略作修改。選取田間草坪質(zhì)量較高的海雀稗（HN17-02）進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，從試驗(yàn)地取大小、生長(zhǎng)一致的匍匐莖，種植于裝好石英砂的塑料杯中，每4個(gè)塑料杯置于一塊泡沫板上，將泡沫板放于6 L的塑料桶上，桶里裝滿霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液。待海雀稗生長(zhǎng)良好后每周修剪一次，留茬8?cm。3個(gè)月后修剪一致并進(jìn)行鎘脅迫，設(shè)置鎘濃度梯度為0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00?mmol/L。脅迫3周后，測(cè)定葉片枯黃率、坪用質(zhì)量和葉片質(zhì)膜透性。

采用目測(cè)打分法[12]記錄各材料葉片枯黃率（LF），采用百分制，單位為%，5%以下表示草坪草基本上沒(méi)有黃葉出現(xiàn)，50%表示草坪草有一半枯黃，95%以上表示草坪草基本上沒(méi)有綠葉而死亡。坪用質(zhì)量參照美國(guó)NTEP評(píng)分法[13]：用9分制評(píng)分法，1～2分為休眠或半休眠草坪;2～4分為質(zhì)量很差;4～5分為質(zhì)量較差;6～7分為良好;7～8分為優(yōu)質(zhì)草坪;8～9分為質(zhì)量極佳。坪用質(zhì)量與枯黃率均3人以上打分，求平均值。參考陳靜波等[11]的方法，計(jì)算葉片枯黃率上升到50%時(shí)的鎘濃度作為海雀稗鎘脅迫半致死閾值[14]，用于后面海雀稗資源耐鎘性評(píng)價(jià)的處理濃度。參考劉寧等[15]方法，測(cè)定葉片質(zhì)膜透性，以相對(duì)電導(dǎo)率的大小來(lái)表示質(zhì)膜受傷害的程度。

1.2.2 ?23份海雀稗資源的耐鎘性評(píng)價(jià) ?從試驗(yàn)基地小區(qū)內(nèi)分別取23份海雀稗的匍匐莖，分別剪成長(zhǎng)短一樣的莖節(jié)，種植于底部有孔的塑料杯中，用洗過(guò)的石英砂固定。每份實(shí)驗(yàn)材料種植8杯，每杯中種植3個(gè)莖節(jié)，放在泡沫板孔中放置小桶上在大棚內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。每份材料（2桶）隨機(jī)排列在大棚臺(tái)子上，每個(gè)小桶內(nèi)裝有霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液6?L，鎘處理前需要先進(jìn)行3個(gè)月左右的預(yù)培養(yǎng)。預(yù)培養(yǎng)期間每周進(jìn)行1次修剪，留茬8?cm。最后一次修剪后進(jìn)行鎘處理。根據(jù)前面得出的海雀稗鎘脅迫半致死閾值，設(shè)定處理鎘濃度為1.50?mmol/L，對(duì)照為不加鎘的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液。鎘處理3周后測(cè)定葉片枯黃率、坪用質(zhì)量、地上及地下部分鎘離子含量，對(duì)其中3份耐鎘型（USA17- 02、USA17-30和USA17-37）和4份敏鎘型（USA17-24、USA17-42、USA17-47和HN17-35）材料測(cè)定脯氨酸和葉綠素含量。

葉片枯黃率和坪用質(zhì)量采用上述方法[12-13]測(cè)定。鎘離子含量測(cè)定利用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定Cd2+濃度[16]，海雀稗地上及地下部分樣品用去離子水沖洗干凈表面雜質(zhì)，于105?℃殺青并在60?℃下烘干，研磨后稱取0.10?g于聚四氟乙烯微波消解，加入4.00?mL濃硝酸和2.00?mL雙氧水（北化30% BV-Ⅲ微電子級(jí)），微波消解，定容搖勻待測(cè)。脯氨酸含量測(cè)定采用酸性茚三酮比色法[17]，葉綠素含量測(cè)定采用丙酮抽提法[18]，根據(jù)葉綠素提取液對(duì)可見(jiàn)光譜的吸收，利用分光光度計(jì)在特定波長(zhǎng)下測(cè)定葉綠素提取物的吸光值。所有測(cè)定均含3個(gè)生物學(xué)重復(fù)并求均值。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

用Excel和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析處理，通過(guò)ANOVA來(lái)計(jì)算每個(gè)處理的數(shù)據(jù)平均值和誤差，平均值之間的顯著差異性采用LSD法進(jìn)行檢驗(yàn)。相對(duì)坪用質(zhì)量=（處理坪用質(zhì)量/對(duì)照坪用質(zhì)量）×100%;鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)=地上部分鎘含量/地下部分鎘含量。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?海雀稗種質(zhì)資源耐鎘體系優(yōu)化

2.1.1 ?不同濃度鎘脅迫對(duì)海雀稗坪用質(zhì)量與枯黃率的影響 ?對(duì)不同濃度鎘處理的海雀稗測(cè)定坪用質(zhì)量與枯黃率，結(jié)果表明，不同濃度鎘處理對(duì)海雀稗坪用質(zhì)量及枯黃率的影響較大，各濃度下差異顯著（P<0.05）（表2）。隨處理鎘濃度增加，海雀稗坪用質(zhì)量呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)，0.50?mmol/L與1.00?mmol/L、1.00?mmol/L與1.50?mmol/L鎘濃度下處理間坪用質(zhì)量無(wú)顯著差異（P>0.05），但1.50?mmol/L與2.00?mmol/L鎘濃度下坪用質(zhì)量出現(xiàn)顯著差異（P<0.05），2.00?mmol/L與2.50?mmol/L、2.50?mmol/L與3.00?mmol/L鎘濃度下處理間坪用質(zhì)量無(wú)顯著差異（P>0.05），在3.00?mmol/L時(shí)，草坪大面積死亡，坪用質(zhì)量?jī)H有1.67分。低濃度鎘（0.50～1.50?mmol/L）處理時(shí)，海雀稗葉片枯黃率較低，均在45.00%以下，鎘濃度為1.0～3.0?mmol/L處理時(shí)，葉片枯黃率差異顯著（P<0.05），在3.00?mmol/L時(shí)，草坪葉片枯黃率均值達(dá)到83.33%。坪用質(zhì)量及枯黃率結(jié)果表明，高濃度（2.0～3.0?mmol/L）鎘脅迫對(duì)海雀稗生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯抑制作用。

2.1.2 ?不同濃度鎘脅迫對(duì)海雀稗質(zhì)膜透性的影響 ?測(cè)定不同鎘濃度處理的海雀稗葉片質(zhì)膜透性，結(jié)果表明（圖1），質(zhì)膜透性隨著鎘濃度的增加而變大，但在0?mmol/L與0.5?mmol/L、1.0?mmol/L與1.5?mmol/L的濃度處理間，質(zhì)膜透性無(wú)顯著差異（P>0.05），當(dāng)鎘濃度超過(guò)1.5?mmol/L時(shí)，各個(gè)處理間差異顯著（P<0.05）。

2.1.3 ?鎘脅迫半致死閾值計(jì)算 ?分別以不同鎘濃度處理3周的葉片枯黃率為自變量，以鎘濃度為因變量建立回歸方程，得到一元二次回歸方程Y=?0.21+0.1X?0.000265X2，R2=0.96300。以葉片枯黃率上升到50%的鎘濃度為海雀稗鎘脅迫半致死閾值，得出海雀稗半致死濃度為1.5?mmol/L。本試驗(yàn)選用1.5?mmol/L的鎘濃度作為海雀稗種質(zhì)資源評(píng)價(jià)的脅迫條件。

2.2 ?23份海雀稗種質(zhì)資源耐鎘性評(píng)價(jià)

2.2.1 ?鎘脅迫對(duì)海雀稗坪用質(zhì)量及枯黃率的影響 ?以1.50?mmol/L鎘濃度對(duì)海雀稗脅迫結(jié)束后測(cè)定坪用質(zhì)量及葉片枯黃率。結(jié)果顯示，在鎘脅迫3周后，不同海雀稗種質(zhì)間相對(duì)坪用質(zhì)量差異較大，變化范圍為0.22～0.68，其中USA17-2相對(duì)坪用質(zhì)量最高，USA17-22相對(duì)坪用質(zhì)量最?。▓D2）。不同海雀稗種質(zhì)間枯黃率差異較大，變化范圍為41.67%～83.33%，其中USA17-22、USA17-42與HN17-35枯黃率最高，為83.33%，USA17-02、USA17-30、USA17-45、USA17-37枯黃率較低，USA17-02枯黃率最低（圖3）。

2.2.2 ?鎘在海雀稗體內(nèi)分布特征 ?為了解鎘在海雀稗體內(nèi)分布特征及其對(duì)海雀稗生長(zhǎng)的影響，測(cè)定23份海雀稗種質(zhì)資源的鎘含量后發(fā)現(xiàn)（圖4），海雀稗地上部分鎘含量變化范圍為44.26～ 432.21?mg/kg，其中USA17-16和HN17-35的地上部分鎘含量最高，分別為432.21、422.61?mg/kg;海雀稗地下部鎘含量變化范圍為485.57～ 1098.84?mg/kg，遠(yuǎn)高于地上部，HN17-35地下部鎘含量最低，為485.57?mg/kg。鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)變化范圍為0.05～0.87，其中HN17-35鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)最大，為0.87，其次是USA17-16，鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)為0.80（圖5）。

2.3 ?耐鎘指標(biāo)與鎘含量之間的相關(guān)性

通過(guò)對(duì)耐鎘指標(biāo)和鎘含量的相關(guān)性分析（表3），得到了各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)，地上鎘含量與轉(zhuǎn)移系數(shù)存在極顯著正相關(guān)（P<0.01），地上鎘含量與地下鎘含量之間、地下鎘含量與轉(zhuǎn)移系數(shù)之間以及相對(duì)坪用質(zhì)量與枯黃率之間存在極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）;鎘含量與相對(duì)坪用質(zhì)量和枯黃率之間無(wú)明顯相關(guān)（P>0.05）。

2.4 ?鎘脅迫條件下海雀稗葉綠素和脯氨酸含量變化

為分析海雀稗耐鎘生理機(jī)制，對(duì)海雀稗極端種質(zhì)鎘脅迫前后的葉綠素含量和脯氨酸含量進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，鎘處理后各材料葉綠素含量均下降，脯氨酸含量升高，其中耐鎘種質(zhì)USA17-30鎘脅迫前葉綠素含量顯著低于其余種質(zhì)（除HN17-35），但鎘脅迫后顯著高于敏鎘種質(zhì)葉綠素含量;耐鎘種質(zhì)USA17-02與敏鎘種質(zhì)USA17-42和USA17-47鎘脅迫前葉綠素含量無(wú)顯著差異，但鎘脅迫后USA17-02葉綠素含量顯著高于USA17-42和USA17-47（表4）。鎘脅迫前后耐鎘種質(zhì)脯氨酸含量均顯著高于敏鎘種質(zhì)。

3 ?討論

3.1 ?不同鎘濃度與海雀稗耐鎘性

鎘對(duì)植物脅迫達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)破壞細(xì)胞膜系統(tǒng)，細(xì)胞質(zhì)膜透性增加，生長(zhǎng)受到抑制，表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀[5]，也會(huì)影響葉綠素及相關(guān)酶的合成，使植物光合受到抑制，導(dǎo)致植物葉片枯黃[19-20]。本研究對(duì)海雀稗HN17-02進(jìn)行不同濃度鎘脅迫發(fā)現(xiàn)，鎘脅迫后海雀稗表現(xiàn)出植株葉片枯黃，根系褐化，導(dǎo)致坪用質(zhì)量下降。質(zhì)膜透性結(jié)果表明，高濃度鎘脅迫造成海雀稗細(xì)胞膜系統(tǒng)破壞，膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)可溶物外滲，導(dǎo)致電導(dǎo)率增加，與王正秋等[21]通過(guò)鎘對(duì)蘆葦?shù)拿{迫結(jié)果一致。悅飛雪等[22]在盆栽條件下研究結(jié)果表明，高濃度鎘脅迫顯著抑制煙草生長(zhǎng)。侯定基等[23]對(duì)不同濃度鎘脅迫下麻瘋樹(shù)幼苗生長(zhǎng)、生理影響研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的鎘對(duì)麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)無(wú)明顯毒害作用，但隨著鎘濃度增加，麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)受到抑制。本研究中不同濃度鎘脅迫海雀稗葉片均呈現(xiàn)不同程度的枯黃現(xiàn)象，相對(duì)坪用質(zhì)量下降，當(dāng)鎘濃度1.50～3.00?mmol/L時(shí)，葉片枯黃嚴(yán)重，海雀稗生長(zhǎng)抑制嚴(yán)重，與悅飛雪等[22]、侯定基等[23]研究結(jié)果相似。篩選海雀稗存活臨界鎘濃度，為后續(xù)海雀稗種質(zhì)資源耐鎘評(píng)價(jià)與機(jī)理研究提供可靠依據(jù)。

3.2 ?海雀稗種質(zhì)資源耐鎘性評(píng)價(jià)

不同植物耐鎘性有差異，相同植物不同部位對(duì)鎘的耐性也有很大差異[24]。岳松青等[25]對(duì)6種蘋果砧木耐鎘能力綜合性評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示6種蘋果砧木對(duì)耐鎘能力存在差異。胡冰鈺等[26]對(duì)14份能源植物柳枝稷品種進(jìn)行耐鎘性綜合評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)14份柳枝稷可分為3組不同耐鎘型材料。本研究對(duì)23份海雀稗種質(zhì)資源進(jìn)行耐鎘性綜合評(píng)價(jià)，不同材料耐鎘能力差異較大，其中USA17-02、USA17-30、USA17-37、USA17-41和USA17-45耐鎘能力較強(qiáng)，USA17-22、USA17-24、USA17- 42、USA17-47和HN17-35耐鎘能力較弱。與吳朝波[10]、段瑞軍等[18]關(guān)于鎘脅迫的研究相比，本研究種質(zhì)資源數(shù)量較大，來(lái)源更加廣泛，通過(guò)測(cè)定海雀稗在鎘脅迫下的形態(tài)變化，能較為系統(tǒng)地篩選出耐鎘性較強(qiáng)的海雀稗種質(zhì)，為后續(xù)海雀稗耐鎘機(jī)制研究提供可靠的試驗(yàn)材料。

在海雀稗的耐鎘性差異評(píng)價(jià)中，并不是所有指標(biāo)都能反映海雀稗耐鎘的能力，各指標(biāo)間存在相互影響。本研究對(duì)枯黃率、相對(duì)坪用質(zhì)量、地上鎘含量、地下鎘含量和轉(zhuǎn)移系數(shù)5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，為后續(xù)海雀稗耐鎘試驗(yàn)提供最適宜的評(píng)價(jià)指標(biāo)。相關(guān)性分析結(jié)果表明枯黃率與相對(duì)坪用質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為?0.824，這是由于坪用質(zhì)量得分以NTEP為標(biāo)準(zhǔn)，草坪顏色為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)之一，葉色對(duì)草坪坪用質(zhì)量有著直觀影響。葉片枯黃率增大，在很大程度上降低了草坪草的坪用價(jià)值，因此二者之間呈顯著負(fù)相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)海雀稗地上部分鎘含量變化范圍為44.26～432.21?mg/kg，地下部鎘含量變化范圍為485.57～1098.84?mg/kg，鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)變化范圍為0.05～0.87，也就是說(shuō)大多數(shù)的海雀稗資源具有較強(qiáng)的把鎘隔離在根部，限制其往地上部分運(yùn)輸?shù)哪芰?。這與吳朝波等[10， 16]、Leita等[27]和張芳等[28]研究結(jié)論一致，張芳等[28]研究認(rèn)為草類作物中吸收的65%～90%鎘積累在根部。但是鎘脅迫下，植物可以通過(guò)螯合作用、區(qū)隔化作用、抗氧化作用、排外作用、固定鈍化作用和應(yīng)急作用等不同的途徑來(lái)抵抗鎘毒害[6， 16]。因此，本研究中采用的海雀稗資源間可能存在多途徑的耐鎘機(jī)制，導(dǎo)致其組織鎘含量或轉(zhuǎn)移系數(shù)等指標(biāo)與葉片枯黃率和草坪質(zhì)量沒(méi)有顯著的相關(guān)性，即這些指標(biāo)不能用來(lái)作為評(píng)價(jià)其耐鎘能力強(qiáng)弱的指標(biāo)

3.3 ?海雀稗耐鎘生理機(jī)制

葉綠素含量在一定程度上既可反映植物葉片光合作用的水平，也可表征植物組織、器官的衰老狀況[29]。在1.50?mmol/L的鎘脅迫后，耐鎘種質(zhì)葉綠素含量無(wú)明顯減少，敏鎘種質(zhì)葉綠素含量較脅迫前明顯下降，且耐鎘種質(zhì)葉綠素含量顯著高于敏鎘種質(zhì)，這可能對(duì)耐鎘種質(zhì)在鎘脅迫下保持光合作用、維持能量供應(yīng)起作用。脯氨酸是植物體內(nèi)最有效的一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，脯氨酸的積累是植物對(duì)逆境條件的一種適應(yīng)性反應(yīng)[30]。本研究中，鎘脅迫后海雀稗體內(nèi)脯氨酸大量積累，耐鎘種質(zhì)鎘含量顯著高于敏鎘種質(zhì)。鎘脅迫后耐鎘海雀稗中脯氨酸和葉綠素含量顯著高于鎘敏感型海雀稗，推測(cè)維持高的脯氨酸和葉綠素含量是海雀稗耐鎘的重要生理機(jī)制。

4 ?結(jié)論

對(duì)海雀稗耐鎘體系進(jìn)行優(yōu)化，以葉片枯黃率50%的鎘濃度為海雀稗鎘脅迫半致死閾值，得出水培環(huán)境中鎘處理3周的條件下，海雀稗臨界存活鎘濃度為1.5?mmol/L。對(duì)23份海雀稗種質(zhì)資源進(jìn)行耐鎘性差異評(píng)價(jià)，在1.50?mmol/L鎘脅迫下獲得5份耐鎘種質(zhì)（包括USA17-02、USA17-30、USA17-37、USA17-41和USA17-45）和5份敏鎘種質(zhì)（包括USA17-22、USA17-24、USA17-42、USA17-47和HN17-35）。對(duì)海雀稗耐鎘極端種質(zhì)測(cè)定葉綠素及脯氨酸含量，初步闡述了海雀稗耐鎘生理機(jī)制。

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責(zé)任編輯：黃東杰