芋对不同浓度镉胁迫处理的生理响应

【作者】 邹日； 张素君； 柏新富； 李锡香； 沈镝；

【机构】 中国农业科学院蔬菜花卉研究所； 鲁东大学生命科学学院；

【摘要】 镉（Cd）是具有强毒性的重金属元素之一,土壤是食物链中Cd的重要来源。据报道,人体中70%的Cd来自于食品中的蔬菜。随着采矿业的发展和工业"三废"的排放、污水灌溉、污泥和磷肥的施用等,土壤的Cd含量上升,并通过食物链最终影响人的健康。采用土壤盆栽试验的方法,在不同浓度Cd胁迫下,对芋不同器官的Cd积累量及其生理特性的变化规律进行比较分析,旨在探讨Cd在芋主要产品器官中的富集规律及其生理响应,为芋的无公害安全生产技术提供参考。以芋主栽品种‘8520’为试验材料,在中国农业科学院蔬菜花卉研究所日光温室进行盆栽试验。栽植前一周在盆栽土壤中分别添加5个浓度水平(10、20、50、100、200 mg·kg^-1)的CdCl₂,以未添加Cd为对照,每处理3次重复。按照GB/T5009.15-2003石墨炉原子吸收光谱法测芋球茎、叶片和叶柄及土壤Cd含量。SOD酶活性采用氮蓝四唑（NBT）光还原法,CAT采用紫外吸收法,POD采用愈创木酚比色法,MDA采用硫代巴比妥酸法,Pro采用茚三酮比色法,利用SPSS软件进行方差分析。1、相关分析结果显示,在球茎收获期的土壤中Cd²⁺浓度与Cd²⁺添加浓度的相关系数为0.984,达到显著水平,表明胁迫试验土壤中的Cd主要来源于添加的Cd溶液,且在芋的整个生长发育时期基本没有流失。2、芋球茎、叶柄和叶片中的Cd含量与土壤Cd含量的相关系数分别为0.898、0.919和0.849,达到显著或极显著水平。芋不同器官的Cd积累顺序为:叶柄>叶片>球茎。3、分析Cd胁迫条件下芋不同器官中抗氧化酶活性的响应规律发现,芋球茎、叶柄、叶片中的POD和CAT、以及叶片的SOD活性均呈现显著差异。球茎和叶片中的3种酶活性随胁迫浓度的增加呈先上升后下降的趋势,但均高于对照组。在Cd²⁺浓度为20 mg·kg^-1时球茎和叶片的SOD、POD和CAT活性均达到最大值。叶柄中的3种酶活性均先下降后上升,在20 mg·kg^-1处理浓度时出现最小值。4、分析Cd胁迫条件下芋不同器官中MDA和Pro的差异发现,与对照相比,芋球茎、叶柄和叶片中的MDA含量和叶片中的Pro含量均呈现显著差异,而球茎和叶柄中的Pro含量差异未达到显著水平。随着胁迫浓度的升高,3种器官的MDA和Pro含量均呈现先上升后下降的趋势,但均高于对照组,且在Cd²⁺浓度为50 nag·kg^-1时达到最大值。更多还原