镉胁迫对不同地被菊品种生理特性及超微结构的影响

发布时间：2020-03-22 17:27

【摘要】：镉(Cd)作为毒性极强、生物体危害极大、最具污染性的元素之一,不仅影响植物的正常生长和发育,造成农作物产量和品质下降,还容易通过土壤植物体系迁移并进入食物链,严重威胁人类健康。地被菊作为城市园林绿化的优良地被植物之一,具有生物量大、花期长、适应性强、管理粗放等特点,但目前有关地被菊的抗逆性研究主要集中在抗旱、抗盐性以及遮光处理上,对其抗镉方面还鲜有研究。因此,从地被菊植物中筛选出耐镉品种并应用于城市园林绿化,具有重要的研究意义。以14种地被菊幼苗为材料,研究镉浓度20 mg/L水培处理下苗生长、植株地上部分和地下部分镉含量,以及镉转移和富集系数,筛选耐镉或对镉吸收少的地被菊品种,然后对C(东林瑞雪)、F(战地黄花)、G(袖珍红)、I(纽9714)品种在0、10、20、50、100mg/L镉浓度水培处理下的耐镉性、富集转运特性、生理抗性及超微结构进行了研究,为地被菊抗Cd毒害的机理研究提供了理论依据,研究结果如下:1.不同地被菊对重金属镉胁迫具有一定的耐性,根部和地上部的镉含量均随处理浓度的增加而增加,吸收的镉主要积累在根部,仅有少量的镉可以迁移到地上;不同品种地被菊对镉的耐受性存在显著差异,其中C(东林瑞雪)、F(战地黄花)、G(袖珍红)、I(纽9714)耐镉性及转移、积累能力相对较强。2.四种地被菊地上干重在低浓度(10、20mg/L)Cd胁迫时下降现象不明显(P0.05),高浓度时下降显著(P0.05);随着镉浓度的升高,四种地被菊根部、地上部镉含量均不断增加,100mg/LCd胁迫浓度下达到阙值,四种地被菊地上、地下部镉含量均超过镉富集临界含量1OOmg/kg标准,富集系数均远远大于1,具备一定的超富集植物特征;随着Cd浓度的增大,四种地被菊对Cd的富集系数均逐渐降低,F(战地黄花)、G(袖珍红)、I(纽9714)的转运系数亦呈递减趋势,C(东林瑞雪)的转移系数呈上升趋势。3.随着镉浓度的升高,四种地被菊的光合参数Pn、Gs、Tr显著下降,Ci大多显著升高,并均在100mg/L时达到阙值,镉处理对地被菊光合作用的限制可能是由非气孔因素引起,并没有使气孔发生结构和功能方面的改变。叶绿素总量与叶绿素a、b含量均随着镉浓度的升高显著下降;在高浓度镉胁迫下,叶绿素含量下降幅度最大的为F(战地黄花),其次分别为G(袖珍红)、I(纽9714)、C(东林瑞雪),I(纽9714)相较于C(东林瑞雪)、F(战地黄花)、G(袖珍红)叶绿素a/b降低幅度最大。4.镉胁迫诱导四种地被菊幼苗叶片膜脂过氧化作用,随着镉浓度的升高,叶片MDA含量与Cd胁迫浓度呈正相关关系,低浓度(10mg/L)镉胁迫时变化不显著,随着镉浓度的升高,各品种丙二醛含量显著升高,在Cd2+浓度为100mg/L时达到阙值,与对照相比MDA的变化为C(东林瑞雪)155.56%,F(战地黄花)325.27%,G(袖珍红)173.91%,I(纽9714)322.18%。Cd胁迫导致四种地被菊幼苗叶片的相对电导率均上升,在低浓度时变化不显著,随着镉浓度的升高,各品种相对电导率显著升高,Cd2+胁迫浓度为1OOmg/L时达到阙值,C(东林瑞雪)、F(战地黄花)、G(袖珍红)、I(纽9714)品种地被菊相对电导率分别为对照相的146.48%、223.66%、165.96%、154.92%。5.镉胁迫引起四种地被菊叶片抗氧化酶活性的变化,SOD、POD、CAT酶活性在低浓度镉胁迫时有一定的上升,但随镉处理浓度的升高,抗氧化酶活性变化规律不一致。C(东林瑞雪)的POD活性先升高后较低,在20 mg/L镉胁迫时达到阈值,SOD、CAT活性在100mg/L时达到阙值;F(战地黄花)的SOD、POD、CAT活性均在50mg/L镉胁迫时达到阈值;G(袖珍红)的SOD、POD、CAT活性均在100mg/L镉胁迫时达到阈值;I(纽9714)的SOD、CAT活性呈先升高后降低趋势,均在50mg/L时达到阙值,POD活性在100mg/L镉胁迫时达到阈值。6.镉胁迫引起四种地被菊叶细胞超微结构的变化,随着镉浓度的升高,叶片细胞中细胞核、叶绿体、线粒体三大细胞器以及细胞壁受损伤程度均逐渐加重;不同品种间存在差异,F(战地黄花)各细胞器受损伤现象相对更严重,不同品种地被菊细胞壁、细胞膜、叶绿体、线粒体及细胞核均不同程度受损,整体表现为线粒体受损伤程度最严重。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X503.233;S688.4

【参考文献】