鎘超富集植物牛膝菊(Galinsoga parviflora)的抗氧化酶活性變化與光合特性研究.pdf

1、本研究以農(nóng)田雜草牛膝菊（Galinsoga parviflora）為材料，通過盆栽控制性試驗，研究不同Cd污染土壤(Cd濃度分別為0 mg·kg-1、25 mg·kg-1、50 mg·kg-1、75 mg·kg-1、100 mg·kg-1)條件下，牛膝菊植株對Cd的富集能力及富集過程中的的酶活變化和光合生理特征。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)牛膝菊富集能力研究:當土壤Cd濃度≥75 mg·kg-1時，牛膝菊植株地上部分Cd含量為1

2、02.16 mg·kg-1和137.63 mg·kg-1，超過Cd超富集植物的閾值100 mg·kg-1;同時，在上述濃度處理條件下，牛膝菊富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運系數(shù)均大于1.0;其吸收量系數(shù)在4.30～8.22之間，轉(zhuǎn)運量系數(shù)在6.23～6.91之間;其植株地上部分和根系積累量分別為107.46μg·plant-1～205.62μg·plant-1、17.45μg·plant-1～31.50μg·plant-1。結(jié)果顯示，牛膝菊為Cd超富集植

3、物。
　　(2)抗氧化保護酶活性變化:當土壤Cd濃度≤75 mg·kg-1時，牛膝菊SOD、POD活性顯著升高，在75mg·kg-1濃度時達最大值;在＞75 mg·kg-1處理下，SOD、POD活性值逐漸降低，活性受抑制。不同濃度Cd脅迫對牛膝菊葉片中的CAT活性整體表現(xiàn)為抑制作用。
　　(3)抗氧化酶同工酶變化:Cd脅迫牛膝菊葉片的POD同工酶和CAT同工酶的顯示。在50 mg·kg-1～100 mg·kg-1濃度時，誘導

4、POD-1和POD-2表達，在75mg·kg-1～100 mg·kg-1濃度時，誘導CAT-1和CAT-2的表達，且亮度均隨Cd濃度的增加而增強。
　　(4)抗氧化光合生理變化:不同Cd濃度脅迫使牛膝菊葉片的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素的含量及葉綠素總量均呈降低趨勢;凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和胞間CO2濃度也呈降低趨勢，但葉片氣孔限制值升高。同時，牛膝菊是通過增大水分利用率和氣孔限制值而有效緩解Cd脅迫造成的嚴重脫水癥狀。

5、
　　(5)葉綠素熒光參數(shù)變化特征:不同濃度Cd脅迫使牛膝菊葉片的ΦPSⅡ（電子傳遞的量子產(chǎn)量）、ETR（電子傳遞速率）和qP（光化學淬滅）降低，僅NPQ（非光化學淬滅）隨Cd濃度的上升而增大。研究表明Cd脅迫抑制了牛膝菊PSⅡ（光合系統(tǒng)Ⅱ）的功能，從而降低了PSⅡ電子傳遞的量子產(chǎn)量，降低固碳釋氧量，這樣通過熱量耗散緩解Cd脅迫造成的光合器官的傷害。
　　上述研究表明，牛膝菊在0～100 mg·kg-1濃度的Cd脅迫下均能良