外源水楊酸對鎘脅迫下苧麻生長生理的緩解效應(yīng)

摘要：為探明水楊酸（SA）緩解鎘脅迫下苧麻（Boehmeria nwea）生長生理的理論依據(jù)，本試驗以苧麻品種中苧一號為供試材料，研究葉面噴施不同濃度SA（50、100、200 umol/L和400 unol/L）對鎘脅迫下苧麻生長生理的影響。結(jié)果表明，與對照（CK）相比，鎘脅迫抑制苧麻生長，降低生物量，降低光合色素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性且多達(dá)顯著水平，丙二醛（MDA）含量和脯氨酸（Pro）含量顯著增加。SA處理能有效緩解苧麻鎘脅迫，并且SA對苧麻生長的緩解效果與其噴施濃度密切相關(guān)，過低或過高濃度的水楊酸會減弱對鎘脅迫的緩解作用。濃度為100-200 umol/L時水楊酸的鎘脅迫緩解效果最佳，苧麻生物量、光合色素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性增幅最大，MDA含量降幅最大，與鎘脅迫處理（CD）相比苧麻根、莖、葉的鎘含量最大降幅分別為34.62%、26.83%和52.31%。本研究得出的降低苧麻重金屬鎘脅迫的最佳SA濃度，可對苧麻的科學(xué)生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：苧麻；水楊酸；鎘脅迫；緩解作用

中圖分類號：S563.1 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2025）01-0061-07

重金屬鎘（cadmium，Cd）是植物的非必需元素，植物體內(nèi)鎘累積到一定程度就會對其自身產(chǎn)生毒害作用，影響正常生長發(fā)育，并通過食物鏈對動物和人類的健康造成威脅。多年以來，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，化肥、農(nóng)藥的大量施用，工業(yè)廢水和污泥的農(nóng)業(yè)利用，以及重金屬大氣沉降的日益增加，使土壤中的鎘含量明顯增加，土壤鎘污染狀況越發(fā)嚴(yán)重。前人研究發(fā)現(xiàn)，土壤鎘含量達(dá)到一定濃度就會干擾植物的光合作用、酶活性、細(xì)胞分裂及膜活性、呼吸作用、蒸騰作用等生理活動。

苧麻（Boehmeria nirea）是我國重要的纖維作物之一，種質(zhì)資源豐富，具有抗逆能力強(qiáng)、生長迅速、繁殖能力強(qiáng)、根系龐大、生物產(chǎn)量高等特點(diǎn)，其對重金屬鎘的適應(yīng)能力強(qiáng)，是非常有前景的重金屬鎘污染土地修復(fù)植物。有研究表明，苧麻對鎘的耐受閾值在80 mg／kg左右，當(dāng)鎘濃度超過80mg/kg時，苧麻對鎘的吸收以及自身的調(diào)節(jié)能力會降低。當(dāng)土壤鎘濃度超過200 mg／kg時，苧麻各生長性狀隨之下降，出現(xiàn)植株矮小、生長緩慢等現(xiàn)象。因此，提高苧麻耐鎘性、緩解鎘脅迫對苧麻造成的生長抑制，有助于提高苧麻修復(fù)鎘污染的能力。

水楊酸（salicylic acid，SA）作為植物體內(nèi)一種重要的內(nèi)源激素，當(dāng)植物受到生物或非生物脅迫時，SA可以作為一種信號分子參與到植物特異性反應(yīng)的表達(dá)過程，以此提高植物的抵抗能力。大量研究表明，施加SA能降低植物膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛（malondialdehyde，MDA）的生成量，從而增強(qiáng)葉片的抗氧化酶活性，最終起到提高植物抵抗鎘脅迫的作用。Ali等發(fā)現(xiàn)，施用SA能夠增強(qiáng)玉米根系Cd脅迫下的養(yǎng)分吸收能力，改善根系生長狀況并提高生物量。SA對鎘脅迫下小麥、番茄、煙草等的緩解機(jī)理已有相關(guān)報道，這些研究均表明SA處理可以增強(qiáng)植物對鎘脅迫的抗性，但關(guān)于施用水楊酸來提高苧麻緩解鎘脅迫的研究尚未見報道。因此，本試驗以苧麻品種中苧一號為材料，研究葉面噴施水楊酸對鎘脅迫下苧麻生長和生理特性的影響，以期為降低苧麻生產(chǎn)中的鎘脅迫危害提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2022年3-8月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)苧麻基地進(jìn)行。供試苧麻[Boehmeria nirea（L.）Gaudich.]品種中苧1號由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所提供。本試驗采用土壤盆栽方式。供試盆栽容器為高30 cm，底徑30 cm、口徑36 cm的園藝塑料盆，每盆均裝入混勻粉碎土壤15 kg。所用土壤肥沃，全氮含量1.30g/kg、堿解氮81.70mg/kg、有效磷83.40mg／kg、速效鉀148.00 mg/kg、有機(jī)質(zhì)25.00 g/kg，適宜苧麻栽培。

1.2試驗設(shè)計與管理

2022年3月中旬在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園苧麻試驗基地選擇株高約為60 cm的苗株進(jìn)行打頂，同年4月22日進(jìn)行扦插育苗，待苧麻生長2周左右從中選取生長良好、大小一致的株高約為20-30 cm的苧麻嫩梢幼苗移栽至盆中，每盆2株。試驗期間進(jìn)行常規(guī)栽培管理，保證幼苗正常生長。

試驗設(shè)置兩個對照組，即空白對照組（CK）和鎘脅迫對照組（CD，鎘濃度為100 mg/kg），外源水楊酸濃度設(shè)置為50、100、200 umol/L和400umol/L。試驗共設(shè)6組處理，分別用CK、CD、z50、Z100、2200、2400表示，重復(fù)6次。具體處理方法：苧麻株高約為50 cm時對葉片進(jìn)行水楊酸預(yù)處理，連續(xù)5d早晚均對葉片正反面噴施不同濃度的水楊酸溶液，空白對照組噴施同量蒸餾水：預(yù)處理結(jié)束后第2天對除空白對照組以外的盆栽苧麻進(jìn)行鎘脅迫處理，將CdCI2·2.5H2O水溶液均勻澆灌在盆土中（滲出液反復(fù)回收澆灌，直至與土壤均勻混合），土壤鎘含量達(dá)到100 mg／kg時為止。分別于鎘脅迫處理后10、20、30 d取樣測定分析相關(guān)指標(biāo)。