15个八仙花品种(种)对镉胁迫响应的综合评价

摘要

【目的】评价不同八仙花品种(种)对重金属镉(Cd)的富集能力及其对Cd污染土壤的修复潜力,为Cd污染土壤潜在优质修复植物的选择提供参考。【方法】采用土培试验,以不加Cd处理为对照,观察‘柠檬汁’、‘流星紫’、‘纱织小姐’、‘蓝色恋人’、‘初霜’、‘贵族红’、‘月光’、‘蓝色小夜曲’、‘摇滚乐’、‘粉晶’、‘甜心蓝’、‘粉冠’、‘银边绣球’、莼兰绣球(野生种)、‘无尽夏’等15个八仙花品种(种)在250 mg/kg Cd胁迫60 d后的生长表现,测定生长指标(株高、根长、干质量)、生理指标(叶绿素、类胡萝卜素、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性)及植株和土壤的Cd含量,计算植株地上部和地下部Cd积累量、Cd富集系数(BCF)和转运系数(TF),分析各八仙花品种(种)生长、生理及Cd富集转运能力的差异,并通过主成分分析、隶属函数法和聚类分析综合评价不同八仙花品种(种)对Cd胁迫的响应能力。【结果】在250 mg/kg Cd胁迫下,‘柠檬汁’、‘蓝色小夜曲’、‘贵族红’、‘摇滚乐’、‘粉晶’在胁迫处理初期就已出现Cd毒害症状,为Cd敏感型品种;其余10个品种(种)生长良好,且与各自CK相比,大部分品种的株高、根长、总干质量均未受到Cd毒害的明显影响,其中‘月光’根长、总干质量甚至显著增加。与各自CK相比,250 mg/kg Cd胁迫处理下‘月光’光合色素、MDA、可溶性糖含量及SOD、POD活性等生理指标显著增大;‘蓝色恋人’、‘初霜’、‘甜心蓝’的SOD、POD活性及‘流星紫’的CAT活性有显著增强;可溶性蛋白、可溶性糖含量的变化因品种(种)而异,各品种(种)的脯氨酸含量与其CK相比均无显著差异。隶属函数、聚类分析结果表明,10个八仙花品种(种)的耐Cd性排序依次为‘月光’>‘蓝色恋人’>‘纱织小姐’>‘初霜’>‘流星紫’>‘甜心蓝’>‘无尽夏’>‘银边绣球’>‘粉冠’>莼兰绣球,其中‘月光’为高耐Cd型品种。在250 mg/kg Cd胁迫下,15个八仙花品种(种)地上部和地下部的Cd积累量分别为1.60～57.38和9.95～2 564.20μg/株,富集系数为0.07～2.19,转运系数为0.01～0.66,其中‘纱织小姐’总Cd积累量及富集系数远高于其他品种,5个Cd敏感型品种的转运系数相对较高。【结论】‘月光’对重金属Cd具有极强的耐受能力,可种植在高Cd污染土壤中以稳定土壤中的Cd;‘纱织小姐’体内可以富集较多的Cd,且耐Cd性较强,可用于高Cd污染区域的修复和美化。

关键词

八仙花 / 镉污染 / 耐镉性评价 / 生物修复