镉是有毒重金属,且是已知的危害最严重的农田污染类型之一。土壤镉污染不仅影响作物生长发育,降低产量和品质,而且通过植物吸收累积,残留在植物的可食用部分,最终通过食物链进入人体,对人类健康产生巨大威胁。水稻是我国也是全球最重要的粮食作物,水稻对镉的吸收、积累以及耐性存在显著的基因型差异。但有关籼、粳、糯水稻耐镉性、镉积累与分配的差异仍缺乏研究。番茄是夏季人们喜爱的水果和蔬菜,在西方国家,番茄及番茄制品在蔬菜类中摄入量排列第二。番茄起源于热带、亚热带地区,对低温胁迫敏感,目前,对番茄逆境生理方面的研究,大多停留在低温胁迫对番茄生理生化指标的影响,有关镉胁迫对番茄幼苗生长及生理影响的研究仍少见报道。种子萌发和幼苗生长既是植物生活周期的起点,也是植物感知外界环境的最初生命阶段。本研究采用沙培、水培试验,研究了不同浓度镉对不同类型水稻和番茄幼苗生长和某些生理特性的影响,探讨不同浓度镉处理对水稻、番茄幼苗的毒害程度及其受镉伤害的生理机制。主要研究结果如下:
1.镉胁迫对水稻发芽、幼苗生长及生理特性影响的基因型差异
沙培试验研究了镉胁迫对籼、粳、糯水稻种子萌发、幼苗生长和生理生化特性的影响及其基因型差异。结果表明,低浓度镉处理(0.01-0.1 mM Cd)对水稻种子萌发略有促进效应,但高浓度镉处理(2.0 mM)显著抑制种子萌发。0.01mM Cd镉处理有利于水稻幼苗生长,但当镉处理浓度提高到0.5mM时,镉胁迫显著抑制水稻幼苗生长,使水稻生长迟缓,幼苗矮化,根体积减小,干物质积累降低。同时,镉胁迫亦明显影响植株体内在的生理反应,镉胁迫显著降低叶绿素含量,显著减少植株体内Fe、Cu和Mn含量,增加脯氨酸含量;显著增加根系及茎叶中SOD和POD酶活性,并导致MDA含量增加,膜脂过氧化作用加剧。三个参试品种间存在显著差异,丙9914受抑制最为严重,秀水110表现出相对较强的抗性,其次是嘉育293。与镉敏感品种丙9914相比,镉胁迫下,秀水110 SOD、POD活性增强显著,MDA累积显著减少;叶绿素含量及Zn、Cu、Fe和Mn养分含量下降显著减弱。可以认为,镉胁
