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采用盆栽试验,评价了蓖麻(Ricinus communis)10个品种(云杂 N-1、云杂N-2、晋蓖4号、淄蓖5号、淄蓖7号、航蓖8号、航蓖101号、汾蓖10号、稼祥2号和中北3号)对镉(Cd)的耐受性和积累能力。在此基础上,以汾蓖10号和航蓖101号为研究对象,研究了不同生长时期的蓖麻耐镉性大小及其耐性机理;同时,进一步探讨蓖麻生长和光合特性对不同浓度镉胁迫的响应。主要研究结果如下: (1)通过营养液培养试验,评价了10个蓖麻品种对50μmol/L Cd的耐受性和积累能力。研究结果表明,所有供试蓖麻品种对Cd具有一定的耐性和较强的积累能力。在50μmol/L Cd条件下,蓖麻地上和地下部分生物量分别较对照平均下降42.3%和40.2%。其中,耐Cd性最强的是稼祥2号、云杂N-1和淄蓖7号。10个蓖麻品种的地上部分Cd含量均大于100 mg/kg DW,说明蓖麻是一个典型的镉积累植物。从不同器官来看,地下部分对Cd的积累量远大于地上部分。就品种而言,汾蓖10号、中北3号等品种地上部分镉含量、镉总量以及迁移指数(TF)均较高,而云杂N-1、稼祥2号地上部分镉含量、镉总量以及迁移指数均较低。相关性分析表明,蓖麻耐镉指数和迁移指数呈显著负相关,说明镉在植物体内的迁移能力越强,地上部分积累的镉越多,耐镉性越差。从耐镉机制上看,蓖麻属于典型的金属排斥型植物。 (2)以汾蓖10号和航蓖101号为研究对象,通过营养液培养试验,研究了不同生长时期蓖麻的生长特性、色素含量、叶绿素荧光、气体交换和光谱特性对50μmol/L镉胁迫的反应。结果表明,不同生长阶段的蓖麻幼苗对镉胁迫的敏感性不同。相比之下,苗龄较大的蓖麻幼苗对镉胁迫具有较高的耐受性。其中,苗龄3d和6d的蓖麻对镉胁迫比较敏感,鲜重(苗龄为3d和6d植株的平均抑制率分别是74.65%、59.0%)和叶面积(苗龄为3d和6d植株的平均抑制率分别是87.08%、72.90%)表现的尤为明显;苗龄9d和12d的两品种蓖麻植株表现出较强的耐镉性,两品种的鲜重和叶面积的平均抑制率均小于50%。在生长发育早期的蓖麻植株地上部分、地下部分、总镉积累量以及TF均大于生长发育晚期,该结果说明生长发育晚期的蓖麻植株通过根系富集大量的镉来增强其耐性和镉吸收能力。 (3)以淄蓖7号为研究对象,通过营养液培养试验,探讨镉胁迫对蓖麻生长和光合生理特性的影响,同时比较10、25和50μmol/L镉胁迫对蓖麻生长和光合生理特性的影响。研究结果表明,10、25和50μmol/L镉对蓖麻幼苗生长和光合作用均具有明显抑制作用。随着镉浓度的升高,光合速率显著降低,但其生物量并无显著差异。镉胁迫下的蓖麻叶片中的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a+b(Chl a+b)、类胡萝卜素(Car)以及叶绿素/类胡萝卜素(Chl/Car)均显著降低,而叶绿素a/b比值(Chl a/b)则增加较少。随着镉浓度的增大,光合色素含量均无显著差异,除了叶绿素a/b比值(Chl a/b),10μmol/L镉处理的显著大于其它两个镉浓度处理的。在10μmol/L、25μmol/L和50μmol/L镉胁迫下,蓖麻叶片的F0均显著大于对照,而Fm却显著小于对照,从而导致Fv/Fm和Fv/F0显著低于对照。与对照组比较,镉处理亦导致ΦPS II显著降低。3个不同镉浓度处理之间,F0、Fv/Fm、Fv/F0及PS II均无显著差异,而Fm先升高再降低。经镉处理后mSR705和Red/Green指标均明显降低,同样也导致SIPI显著升高。不同镉浓度处理之间,10μmol/L镉与50μmol/L镉之间的mSR705差异显著,SIPI无显著差异,Red/Green也无显著差异。