柑橘鎘脅迫耐受性及其生理研究.pdf

1、鎘(Cd)是動(dòng)植物非必需的有毒重金屬，容易通過(guò)土壤-植物體系遷移并進(jìn)入食物鏈，對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。柑橘作為我國(guó)栽植面積最大的果樹，部分果園土壤已受到Cd威脅，柑橘的多年生特性增加其累積鎘的可能性，從而影響柑橘正常生長(zhǎng)發(fā)育和果品安全。然而，生產(chǎn)上柑橘植株幾乎全部由地下的砧木品種和地上的接穗品種嫁接而成，砧木對(duì)土壤Cd的耐受性及其吸收、運(yùn)輸、累積等特性很大程度上決定了整個(gè)柑橘植株的相關(guān)特性。開展柑橘砧木苗及其嫁接幼樹Cd脅迫研究，探索Cd脅

2、迫對(duì)砧木生長(zhǎng)、細(xì)胞膜滲透和光合作用等的影響，以及Cd在植株體內(nèi)的富集和分布規(guī)律，有助于了解柑橘Cd脅迫耐性和Cd在植株器官組織中的累積特點(diǎn)，篩選耐Cd能力強(qiáng)或富集能力弱的柑橘砧木和接穗品種，為柑橘的無(wú)公害和綠色生產(chǎn)提供依據(jù)。
　　本研究共分三個(gè)部分，第一部分為“9種柑橘砧木實(shí)生苗的鎘耐受性及其遷移富集研究”，第二部分為“4種常用柑橘砧木的鎘耐性生理研究”，第三部分為“鎘脅迫下2種柑橘嫁接幼樹的鎘遷移和富集研究”，各部分的研究結(jié)果如

3、下。
　　1、9種柑橘砧木實(shí)生苗的鎘耐受性及其遷移富集研究
　　9種柑橘砧木分別為枳(Poncirus trifoliata)、紅橘(Citrus reticulata Blanco cv.Tangerina)、資陽(yáng)香橙(Citrus junos Sieb.ex Tanaka)、卡里佐枳橙(C.sinensis Osb.×P.trifoliate Raf)、宜昌橙(lchangensis(Ichang papeda)）、枳柚

4、(citrumelo)、枸頭橙[Goutou sour orange(C.aurantium L.)]、巴西酸橙[Brazil Sour orange(C.aurantium L.)]和印度酸桔[Cleopatra mandarin(C.reticulate Blanco.)]。以4月齡實(shí)生苗為材料，研究鎘濃度0 mg·L-1、2.5 mg·L-1、10 mg·L-1、20 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1(簡(jiǎn)稱C

5、d0、Cd2.5、Cd10、Cd20、Cd50、Cd100)水培處理下砧木苗生長(zhǎng)、植株地上部分和地下部分鎘含量，以及鎘轉(zhuǎn)移和富集系數(shù)，篩選耐鎘或?qū)︽k吸收少的砧木品種，結(jié)果表明:
　　(1)鎘脅迫水培30天，Cd0、Cd2.5、Cd10處理的9種柑橘砧木苗均未死亡，其余鎘脅迫處理隨著Cd濃度的升高死亡率升高，Cd100處理植株全部死亡。
　　(2)鎘脅迫抑制幼苗生長(zhǎng)，鎘濃度越高抑制作用越強(qiáng);幼苗生長(zhǎng)量較對(duì)照下降20％時(shí)的臨界鎘

6、濃度大小依次為:印度酸橘＜巴西酸橙＜枳柚＜資陽(yáng)香橙＜卡里佐枳橙＜枸頭橙＜宜昌橙＜紅橘＜枳。
　　(3)9種柑橘砧木實(shí)生苗地下部分為鎘積累主要組織;除Cd50處理，資陽(yáng)香橙和枸頭橙地下部分鎘含量顯著下降(p＜0.05)外，組織鎘含量隨處理濃度升高而升高。地下部分鎘含量平均是地上部分的48～487倍。
　　(4)9種柑橘砧木實(shí)生苗對(duì)鎘的遷移能力隨處理濃度上升而上升，富集能力則呈相反規(guī)律。低濃度Cd2.5處理下，遷移系數(shù)最低為枳柚

7、0.20％，其次是枳和宜昌橙為0.23％，最高為資陽(yáng)香橙0.97％;而在高濃度Cd50處理下，遷移系數(shù)最低為枳柚1.92％，其次是紅橘最低為2.87％，最高為枸頭橙達(dá)6.71％。低鎘脅迫下，枸頭橙鎘的富集能力是其它品種的1.7-7.7倍。但隨著鎘濃度的增加，各品種間富集能力差異逐漸降低。
　　(5)總體來(lái)看，枳對(duì)鎘的吸收及富集能力弱，生長(zhǎng)受抑制程度低，表現(xiàn)良好耐鎘性;枸頭橙對(duì)鎘的吸收及遷移能力較強(qiáng)，生長(zhǎng)受抑制程度一般，表現(xiàn)一定耐鎘

8、性;資陽(yáng)香橙和印度酸橘對(duì)鎘的吸收和富集能力強(qiáng)，生長(zhǎng)受抑制程度高，耐性弱;其余5種品種耐性差異特征不顯著。
　　2、4種常用柑橘砧木的鎘耐性生理研究
　　4種柑橘砧木分別為枳(Poncirus trifoliate)、紅橘(Citrus reticulata Blanco cv.Tangerina)、卡里佐枳橙(C.sinensis Osb.×P.trifoliate Raf.)和資陽(yáng)香橙（CitrusjunosSieb.ex

9、 Tanaka）。以4月齡實(shí)生苗為材料，研究鎘濃度0和2.5 mg·L-1（簡(jiǎn)稱“枳-CK、紅-CK、卡-CK和資-CK”和“枳-Cd2.5、紅-Cd2.5、卡-Cd2.5和資-Cd2.5”）水培處理下砧木葉片細(xì)胞膜透性、光合指標(biāo)、抗氧化酶活性以及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)變化，探索柑橘砧木幼苗耐鎘生理機(jī)制，結(jié)果表明:
　　(1)鎘脅迫誘導(dǎo)4種柑橘砧木實(shí)生苗葉片膜脂過(guò)氧化作用，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，枳葉片MDA含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，紅橘、卡里佐枳橙和資

10、陽(yáng)香橙則表現(xiàn)為先上升后下降。4種柑橘砧木幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率脅迫處理顯著高于對(duì)照106.4％、8.1％、25.7％和10.1％。
　　(2)鎘脅迫后4種柑橘砧木實(shí)生苗葉片葉綠素(Chl a、Chl b)含量和葉綠素?zé)晒怙@著低于對(duì)照(P＜0.05)，試驗(yàn)初期葉片葉綠素?zé)晒庀陆稻徛笃谘杆佟?br>　　(3)鎘脅迫引起4種柑橘砧木實(shí)生苗葉片抗氧化酶活性的變化。SOD、POD和CAT酶活性在試驗(yàn)初期有一定的上升，但隨試驗(yàn)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，抗

11、氧化酶活性變化規(guī)律不一致?？傮w而言，試驗(yàn)初期枳SOD和POD酶活性相對(duì)較高，后期紅橘相對(duì)較高。
　　(4)鎘脅迫導(dǎo)致4種柑橘砧木實(shí)生苗葉片細(xì)胞膜透性物質(zhì)脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量發(fā)生變化。脯氨酸含量上升的有枳、紅橘和卡里佐枳橙，而資陽(yáng)香橙則表現(xiàn)為先上升后下降;4種柑橘砧木可溶性蛋白質(zhì)變化各異，枳表現(xiàn)為上升，紅橘和資陽(yáng)香橙呈先上升后下降，而卡里佐枳橙無(wú)明顯變化。
　　3、鎘脅迫下2種柑橘嫁接幼樹的鎘遷移和富集研究
　　2種

12、嫁接幼樹為卡里佐枳橙砧(C.sinensis Osb.×P.trifoliate Raf.)鳳晚臍橙（Citrus sinensis Osbeck'Fengwan'）和卡里佐枳橙砧(C.sinensis Osb.×P.trifoliateRaf.)興津溫州蜜柑(Citrus unshiu cv.Okitsu wase)。研究土壤鎘處理0 g/2m2、15g/2m2、30 g/2m2、60g/2m2（簡(jiǎn)稱CK、Cd1、Cd2、Cd3）后柑

13、橘嫁接樹不同器官的富集及遷移規(guī)律，結(jié)果表明:
　　(1)2種柑橘嫁接幼樹葉片鎘含量隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì);試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，Cd1、Cd2、Cd3處理下風(fēng)晚臍橙葉片鎘含量為興津溫州蜜柑的2.9、2.7和2.1倍。
　　(2)2種柑橘嫁接幼樹組織鎘富集量表現(xiàn)為根系＞葉片＞木質(zhì)部＞韌皮部＞果皮＞果肉，所有處理果肉鎘含量均未超標(biāo)(0.05 mg·kg-1FW)。
　　(3)通過(guò)果肉和土壤鎘含量推算符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的柑橘果實(shí)(＜