镉胁迫下柳树5个无性系生理特性的变化

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1、徐爱春等：镉胁迫下柳树5个无性系生理特性的变化415镉胁迫下柳树5个无性系生理特性的变化徐爱春，陈益泰，王树凤，吴天林中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江富阳311400摘要：柳树（Salix）以其自己特有的生物学特性，对环境Cd污染具有一定的吸收蓄积能力。以5个金丝柳无性系为材料，用盆栽方法研究了镉胁迫对柳树生理特性的影响，以主成分分析法分析7个生理指标的重要性，并以隶属函数法评价了金丝柳5个无性系镉耐性的强弱。研究结果表明，在10~150mg.kg-1镉胁迫范围内，金丝柳5个无性系生理变化程度不同，但

2、变化规律基本一致。在Cd胁迫下，金丝柳各无性系植株生长受到抑制；叶绿素质量分数降低；叶片细胞膜透性和游离脯氨酸积累量增加，丙二醛和可溶性蛋白质量分数降低。主成分分析表明本试验中选取的5个成分在评价柳树Cd耐性方面有重要作用，它们分别是地径生长率、叶绿素质量分数、MDA质量分数、脯氨酸质量分数和可溶性蛋白质量分数。用隶属函数法以评定金丝柳5个无性系Cd耐性的强弱顺序为4号＞6号＞5号＞7号＞2号。关键词：镉胁迫；柳树（Salix）；植物生理学；耐性中图分类号：X171.5文献标识码：A文章编号：1672-217

3、5（2007）02-0410-06徐爱春等：镉胁迫下柳树5个无性系生理特性的变化415镉（cadium,Cd）是土壤环境中毒害最为严重的重金属之一，通过多种途径进入土壤，无污染土壤中Cd浓度范围为0.04~0.32µmol/L[1]，目前我国土壤受Cd污染非常严重，据报道，我国镉污染严重的土地面积有20万亩，仅污灌区就有11处达到生产“镉米”的程度，因此，治理镉污染土壤迫在眉睫。自从20世纪90年代以来，植物修复技术成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题。许多工作者研究了植物对重金属Cd的吸收积累，但多以草

4、本植物或农作物为研究对象，由于这些植物植株矮小，地上部生物量小，需要种植很多年才能将污染土壤的Cd修复到安全临界标准。木本植物尤其是高大的乔木对重金属Cd具有明显的吸收和积累作用，它们的生物产量高，不进食物链而对人体产生危害，目前对木本植物吸收Cd已经有了一些研究[2-9]。柳树是一种落叶乔木，速生树种，适应性强，易繁殖，在美国、德国、英国和瑞典等国家已经作为一种生物能源作物。国内外一些学者也证明了不同柳树品种在吸收、积累以及修复土壤Cd方面具有较大的潜力[10-16]。而不同柳树品种对Cd的吸收能力不同。本

5、试验以盆栽5个金丝柳无性系，分析了镉处理对杂交柳当年生扦插苗生长、叶绿素、丙二醛、电导率、游离脯氨酸和可溶性蛋白的影响，并通过隶属函数法评价了各无性系镉耐性的强弱，为进一步了解木本植物重金属作用机制及其生化解毒机理、重金属污染土壤的植物修复提供理论依据和植物材料。1材料与方法材料来自浙江富阳新沙岛金丝柳，采集柳树枝条后马上扦插，生长35d后移栽到花盆中，移栽30d后实施Cd处理，Cd采用CdCl2·2.5H2O配成不同质量分数溶液后加入，试验设5个处理，wCd分别为0、10、50、100和150mg·kg-1

6、（以干土质量计）,3次重复，每盆4株，试验容器每盆中的干土质量为2.5kg。土质为中壤土，pH（水土质量比为6∶1）为6.5~7.0，有机碳质量分数为0.96%，全镉质量分数为0.05mg.kg-1，有效镉质量分数为0.02mg·kg-1。生长期内各处理浇水、除草措施相同。试验在中国林科院亚林所塑料大棚中进行。在苗木处理前和处理100d后测定苗高和地径，苗木处理100d时测定叶绿素、叶片电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白等生理指标。苗高和地径分别用直尺和游标卡尺测定；叶绿素的测定采用体积分数为80%的丙酮提取

7、法；叶片电导率、丙二醛和脯氨酸的测定依据《现代植物生理学实验指南》[17]；可溶性蛋白用考玛斯亮蓝法。2结果与分析2.1Cd处理对金丝柳无性系生长发育的影响由表1可知，Cd胁迫抑制了金丝柳幼苗的生长，随着处理浓度的增大，抑制作用增强，不同无性系生长受浓度影响程度不同。⑴不同无性系之间，5号无性系植株高生长受浓度影响最大，4号无性系受浓度影响最小，在150mg.kg-1镉处理时，5号和4号无性系苗高生长百分率分别比对照减少了64.70%和39.09%；徐爱春等：镉胁迫下柳树5个无性系生理特性的变化415表1Cd

8、处理对金丝柳生理特性的影响Table1EffectsofcadiumonphysiologicalindicatorsofSalix×aureo-pendula无性系wCd/(mg.kg-1)苗高/%地径/%w(叶绿素)/(mg.g-1)w(MDA)/(µg.g-1)电导率w(脯氨酸)/(mg.g-1）w(可溶性蛋白)/(mg.kg-1)2016.7110.831.611.081.100.174.1