Cd脅迫對水稻材料根系形態(tài)特征及解剖結構的影響.pdf

1、隨著現代工農業(yè)的迅速發(fā)展，土壤中Cd含量增加，土壤-植物-食品系統中的Cd污染問題日趨嚴重。水稻是對Cd敏感的作物，其產量和品質較易受到Cd的影響。由于根系直接與污染土壤接觸，其形態(tài)解剖結構隨之發(fā)生改變。目前，有關水稻在逆境脅迫下外部形態(tài)結構變化的研究較多，但對Cd脅迫下水稻材料根系形態(tài)解剖結構的比較研究還未見報道。為此，本試驗以4份遺傳特性和根系Cd積累能力不同的保持系、恢復系水稻育種材料為供試對象，采用水培試驗結合石蠟切片技術，比較

2、了Cd肋迫下不同水稻材料根系形態(tài)解剖結構的差異，探討Cd脅迫對水稻根系解剖結構的傷害特點，旨在為選育低吸收低積累型水稻材料提供解剖學方面的依據。主要研究結果如下：
　　 (1)隨Cd濃度升高，四份水稻材料根系Cd含量逐漸上升，材料間增幅變化各異，各處理間均達顯著性差異。在不同供Cd下，保持系、恢復系水稻材料根系Cd含量均是Cd高積累型顯著高于Cd低積累型，表現出各自對Cd高積累和低積累的特性，且隨著Cd濃度升高和生育期推進，差異

3、逐漸增大；整體上看，同-Cd積累型水稻根系Cd含量均是保持系明顯大于恢復系，恢復系表現出較強的抗Cd性；各水稻材料隨生育期的推進，根系Cd含量遞增、漲幅遞減。
　　 (2)水稻根系形態(tài)解剖性狀值在不同Cd濃度和生育期對Cd的反應各異，材料間存在差異。低Cd水平，保持系、恢復系水稻材料根系根直徑、皮層厚度、中柱直徑、導管直徑、大導管數均較對照有不同程度的增加，高Cd水平，則較對照有所下降；同系的Cd低積累型根系形態(tài)解剖性狀值均高于

4、Cd高積累型（形態(tài)解剖性狀值高，受Cd傷害較小，表現更正常），即Cd高積累型受Cd毒害較為嚴重，對Cd適應性更差，抗Cd能力不如Cd低積累型；從同-Cd積累型看，在不同Cd水平下均是保持系根系形態(tài)解剖性狀值低于恢復系，且前者的增、降幅度更大、穩(wěn)定性更差、受Cd毒害更重，而恢復系根系對Cd的適應能力更好，具有更強的抗Cd性；就生育期而言，根系各形態(tài)解剖性狀值以孕穗期最高，灌漿期次之，成熟期最低，即隨水稻的成熟，各指標逐漸下降，Cd毒害逐漸

5、加深。
　　 (3)水稻根系形態(tài)解剖結構在不同Cd濃度和生育期對Cd的反應各異，材料間變化不同。以孕穗期為例，保持系兩材料在低Cd下皮層出現新生根，高積累型宜香B新生根直徑較低積累型E2B更粗、染色更深：在高Cd下均發(fā)生表皮脫落、皮層破損且出現黑色斑點，高積累型宜香B表皮及皮層破損較低積累型E2B嚴重，出現的黑點更靠近中柱，表明低積累型E2B較高積累型宜香B受Cd迫害更輕，忍耐性更強。恢復系材料在Cd脅迫下皮層均出現新生根，低C

6、d下高積累型R892出現新生根較低積累型綿恢725多一條，直徑也較綿恢725粗，且更靠近中柱；高Cd下高積累型R892皮層破損較低積累型綿恢725嚴重，表明低積累型綿恢725受Cd毒害較高積累R892輕，耐Cd性更強，即保持系、恢復系均是高積累型受Cd毒害較低積累型嚴重。同為高積累型材料，恢復系R892僅出現新生根，保持系宜香B不僅出現新生根、皮層嚴重破損、還產生黑色斑點，表明恢復系R892根系解剖結構受損較保持系宜香B輕，受Cd毒害相

7、對輕微；同為低積累型材料，保持系E2B根系皮層出現1條新生根和少量黑色斑點，恢復系綿恢725僅有一條靠近表皮的新生根，未見黑色斑點，表明恢復系綿恢725根系解剖結構變化較保持系E2B小，表現更穩(wěn)定，具有更好的抗Cd性。不同生育時期來看，灌漿期和成熟期根系形態(tài)解剖結構在Cd脅迫下表現出與孕穗期類似的規(guī)律（即高Cd下水稻材料根系受Cd毒害較低Cd下嚴重，保持系、恢復系均是高積累型受Cd毒害較低積累型嚴重，同一積累型水稻材料均是保持系受Cd毒