【摘 要】
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镉（Cd）是一种具有较强生物毒性的重金属元素,是植物的非必需元素。随着工农业的快速发展,镉污染愈发严重,通过水体、土壤等多种途径被植物吸收,经食物链进入人体,从而对人体造成危害。因此对镉污染土壤的安全利用与修复成为人们关注的热点问题。本研究选择我国谷子主要栽培区广泛应用的58份谷子品种作为供试材料,通过研究其在100 mg·L-1镉胁迫下的种子萌发特性,明确不同谷子品种对镉胁迫的耐性差异,构建耐镉
【基金项目】
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山东省现代农业产业技术体系杂粮创新团队栽培与土壤肥料岗位专家经费（SDAIT-15-04）；
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镉（Cd）是一种具有较强生物毒性的重金属元素,是植物的非必需元素。随着工农业的快速发展,镉污染愈发严重,通过水体、土壤等多种途径被植物吸收,经食物链进入人体,从而对人体造成危害。因此对镉污染土壤的安全利用与修复成为人们关注的热点问题。本研究选择我国谷子主要栽培区广泛应用的58份谷子品种作为供试材料,通过研究其在100 mg·L-1镉胁迫下的种子萌发特性,明确不同谷子品种对镉胁迫的耐性差异,构建耐镉谷子数据库,依据品种耐性和适应性评价结果,筛选获得6份耐镉品种;通过盆栽试验,研究不同品种对镉的吸收转运特性,根据品种植株各器官镉含量将6份耐镉品种划分为镉高、低积累型品种;研究镉高、低积累型品种生长生理特性、土壤微生物群落多样性、土壤酶活性,明确镉高、低积累型品种生长生理特性及其土壤微生态对镉的响应差异,为实现轻、中度镉污染条件下安全有效的利用镉污染土壤提供理论基础、技术支持。主要研究结果如下:（1）聚类结果分析表明耐镉谷子品种占比20.69%,其相对发芽率、相对发芽势均≥60.00%;相对耐镉品种占比22.41%,相对发芽率为40.00%-65.00%,相对发芽势为30.00%-45.00%;不耐镉品种占比56.90%,相对发芽率＜40.00%,相对发芽势＜38.00%。利用模糊数学的隶属函数对谷子品种耐镉性进行综合评价并结合聚类结果,最终筛选出耐镉品种晋珍珠、鸟不弹、世纪绿谷等品种（综合得分值＞5）。（2）对谷子植株各器官镉含量进行聚类分析,将耐镉谷子品种划分为镉低、高积累型品种。镉低、高积累型品种对镉吸收、转运能力表现为镉高积累型品种大于镉低积累型品种,其中镉高积累型品种辽谷2号对镉的吸收、转运能力最强,辽谷2号根、茎、叶、穗对镉的富集系数分别是0.54、0.65、0.53、0.51;其茎、叶、穗转运系数分别为1.20、0.80、0.98。（3）镉低、高积累型品种间生长、生理状况有所差异。镉低积累型品种生物量高于镉高积累型品种;镉低积累型品种苗期、收获期抗氧化酶活性均高于镉高积累型品种酶活性。镉低积累型品种苗期、收获期叶绿素总含量和可溶性蛋白含量分别是镉高积累型品种的1.62-1.87倍、1.09-1.88倍和1.07-1.24倍、1.09-1.38倍。（4）镉低积累型品种苗期、收获期土壤酶活性均高于镉高积累型品种酶活性。镉低、高积累型品种细菌门以变形菌门为主,占比大于28.00%。镉低、高积累型品种真菌门以子囊菌门为主,占比大于59.00%。此外,α-多样性分析和PCA分析均发现种植镉低积累型品种（鸟不弹、世纪绿谷）的土壤细菌和真菌群落多样性与镉高积累品种（辽谷2号、辽凤谷3号）的土壤细菌和真菌群落多样性差异显著。
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