3种药用甘草对重金属镉的生长响应、镉耐性及富集特征

摘要

通过3种药用甘草对重金属镉（Cd）生长响应、镉耐受性差异和镉积累特征的研究,为药用甘草种植和药材安全控制提供理论依据。本研究采用水培法育苗,分析不同浓度镉(0、50、100、150μmol·L^-1)胁迫对生长30 d的3种药用甘草的生长指标、生物量和丙二醛（MDA）含量的影响,并用石蜡切片法制片观察根解剖结构;采用耐镉系数法和隶属函数值法对药用甘草的耐镉性差异进行评价;同时,利用电感耦合等离子体光谱仪（ICP）测定根、茎和叶中镉离子的含量,并计算镉富集系数和转移系数,分析镉富集特性。镉处理下3种药用甘草的株高、根长、叶片数和生物量显著下降,根横截面积显著减小,维管柱面积占根总面积比例上升,根部MDA含量升高,氧化胁迫加重;以生物量下降至75%时的镉浓度为适宜生长阈值,胀果甘草为12.462μmol·L^-1,乌拉尔甘草为14.715μmol·L^-1,光果甘草为1.952μmol·L^-1;综合耐镉系数和隶属函数综合评价结果显示乌拉尔甘草的耐镉性最强,光果甘草最弱;镉富集系数在1.960～8.683之间,转运系数远小于1,镉主要富集在根中。在50μmol·L^-1处理下,胀果甘草根中镉含量是叶中的7.5倍,乌拉尔甘草为21.3倍,光果甘草为16.5倍,均超过国家标准GB/T 19618—2004。镉胁迫显著抑制了3种药用甘草根和叶片生长,药材根生物量显著下降,其镉耐受性表现为乌拉尔甘草>胀果甘草>光果甘草;镉主要积累在根部,在50μmol·L^-1镉处理下,3种药用甘草根中镉含量均超国家标准。因此,应关注野生甘草采挖和人工栽培地的土壤镉监测,以保证甘草药材生产的安全性;同时也应重视药材Cd²⁺含量的抽检,进行甘草药材的安全性控制管理。

关键词

药用甘草 / 镉胁迫 / 解剖结构 / 富集系数 / 隶属函数