外源鈣對(duì)鎘脅迫下水稻幼苗鎘化學(xué)形態(tài)分布及谷胱甘肽含量的影響.pdf

1、隨著工礦業(yè)的發(fā)展、農(nóng)業(yè)污水灌溉、污泥和磷肥的施用等，農(nóng)田土壤Cd污染日趨嚴(yán)重，特別是稻田污染，稻米安全受到影響。Cd污染問題已成為威脅土壤生態(tài)安全和制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。如何減輕Cd對(duì)水稻的毒害，成為當(dāng)前亟需解決的問題之一。因此，本文以兩份對(duì)鎘積累吸收能力不同的水稻保持系材料（宜香B、E2B）為供試材料，通過水培試驗(yàn)研究不同鈣水平處理對(duì)鎘脅迫下水稻幼苗根系形態(tài)、鎘化學(xué)形態(tài)分布及谷胱甘肽含量的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　

2、 (1)水稻幼苗根系形態(tài)在不同Ca、Cd濃度下反應(yīng)各異，材料間存在差異。單Cd脅迫下，兩份水稻材料幼苗根系形態(tài)表現(xiàn)出低Cd濃度促進(jìn)根系生長(zhǎng)，高Cd濃度則抑制其生長(zhǎng)；在Cd脅迫下，施入外緣Ca，兩份水稻材料幼苗根系形態(tài)隨著Ca濃度的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的情況，材料間存在差異。具體表現(xiàn)為，在單Cd脅迫下，低鎘處理(1mg/L)對(duì)水稻幼苗根系生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，均略有升高，但高鎘(5mg/L)處理下，水稻幼苗根干重、根總長(zhǎng)、根表面積、根體

3、積、根尖數(shù)明顯受到抑制。無論是在低鎘(1mg/L)還是高鎘(5mg/L)脅迫下，低中濃度Ca(80，160mg/L)明顯促進(jìn)了水稻幼苗根干重、根總長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)的增加，而高濃度Ca(320mg/L)抑制了其根系的生長(zhǎng)。在鎘脅迫時(shí)不同供鈣水平下，兩種水稻幼苗均以直徑小于或等于0.4mm的根系為主，對(duì)其直徑小于或等于0.2mm的根系生長(zhǎng)影響最大。Ca(80mg/L、160mg/L)有利于促進(jìn)水稻幼苗的根系生長(zhǎng)，緩解鎘對(duì)水稻的毒

4、害。無論是鈣鎘單獨(dú)處理還是鈣鎘交互處理對(duì)于E2B根系生長(zhǎng)影響效應(yīng)明顯大于宜香B，耐鎘型水稻材料E2B根系各項(xiàng)指標(biāo)總是高于鎘敏感型水稻宜香B。
　　 (2)隨著Cd脅迫水平的提高，兩份水稻材料幼苗的總Cd含量和不同化學(xué)形態(tài)Cd含量均增加，材料間存在差異；在Cd脅迫下，施入外緣Ca后，總Cd含量和不同化學(xué)形態(tài)Cd含量隨著Ca濃度的增加先降低后升高，材料間變化各異，各處理間均達(dá)顯著性差異。在單鎘脅迫下水稻幼苗根系和葉片中氯化鈉提取態(tài)和

5、醋酸提取態(tài)是優(yōu)勢(shì)形態(tài)，其次是水提取態(tài)和乙醇提取態(tài)，鹽酸提取態(tài)最少：隨Cd處理濃度的增加，水稻幼苗體內(nèi)總鎘含量升高，水稻幼苗根系中乙醇提取態(tài)和水提取態(tài)的比例略有下降，而在水稻幼苗葉片中，水提取態(tài)的比例逐步上升。兩種材料相比較，E2B體內(nèi)總Cd含量和不同化學(xué)形態(tài)Cd含量比宜香B體內(nèi)的低；E2B體內(nèi)乙醇加水提取態(tài)的比例比宜香B低，而醋酸加鹽酸提取態(tài)的比例比宜香B高，說明其體內(nèi)的Cd處于難以移動(dòng)的狀態(tài)。在鎘脅迫下施入一定量的鈣元素(80mg/L

6、、160mg/L)后，水稻幼苗根系和葉片總鎘含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。水稻幼苗根系和葉片中氯化鈉提取態(tài)和醋酸提取態(tài)依然是優(yōu)勢(shì)形態(tài)，其次是水提取態(tài)和乙醇提取態(tài)；水稻幼苗根系和葉片中乙醇提取態(tài)和水提取態(tài)的比例下降；水稻幼苗中醋酸和鹽酸提取態(tài)的比例增加大。當(dāng)鈣達(dá)到320mg/L時(shí)，水稻幼苗中鎘總量反而較正常供鈣時(shí)高，鎘的乙醇提取態(tài)和水提取態(tài)的比例較正常供鈣時(shí)增加。無論是鈣鎘單獨(dú)處理還是鈣鎘交互處理對(duì)于E2B體內(nèi)鎘總量和鎘化學(xué)形態(tài)影響效應(yīng)明顯

7、大于宜香B。
　　 (3)水稻幼苗體內(nèi)谷胱甘肽(GSH)含量在不同Ca、Cd濃度和時(shí)期對(duì)Ca、Cd的反應(yīng)各異，材料間存在差異，各處理間達(dá)到顯著性差異。在單Cd脅迫時(shí)，水稻幼苗中GSH含量隨著脅迫濃度的增加先升后降。在不同Ca、Cd處理下，低中濃度Ca(80，160mg/L)提高了鎘脅迫下水稻體內(nèi)GSH含量，減緩了GSH下降的速率，降低了鎘對(duì)水稻的毒害。低中濃度Ca(80，160mg/L)對(duì)低鎘(1mg/L)脅迫下水稻材料的緩解效

8、果好于高鎘(5mg/L)脅迫下的水稻。高濃度Ca(320mg/L)則抑制GSH的合成。在單鎘脅迫時(shí)，水稻幼苗根系和葉片中GSH均隨著時(shí)間的增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)：隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，鎘脅迫嚴(yán)重抑制了谷胱甘肽的合成。鈣鎘處理7天時(shí)水稻體內(nèi)GSH含量明顯大于14天時(shí)。鈣對(duì)鎘脅迫下水稻根系中的GSH的影響明顯大于在其葉片。在整個(gè)脅迫過程中，耐鎘型水稻材料E2B體內(nèi)GSH含量總是高于鎘敏感型水稻材料宜香B。鈣鎘處理7天時(shí)對(duì)宜香B影響效應(yīng)比E2B