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随着工农业的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,在我国东北,大面积的蔬菜种植地受到Cd、Pb的污染。大白菜在东北地区一直得到广泛种植,然而,Cd、Pb单一及复合污染对这一地区大白菜的胁迫效应仍然缺乏系统的研究。本研究以辽宁省普遍种植的四种大白菜(抗病金春KB、东洋春夏DY、青绿王QL、强势QS)为对象,用发芽实验、砂培实验和盆栽实验,研究了Cd、Pb单一及复合胁迫下大白菜的生理生化变化。
在发芽阶段,Cd、Pb单一及复合胁迫下,重金属浓度与根长、芽长和生物量抑制率问呈极显著线性相关,根伸长对Cd、Pb的毒害最敏感。KB对Cd毒害的抗性最强,DY对Pb单一和Cd、Pb复合胁迫的抗性最强,而QS对Cd、Pb单一及复合胁迫的抗性最弱。Cd、Pb复合胁迫时,对根伸长、芽伸长和生物量抑制的联合作用类型都为相加作用。
砂培实验中,在Cd、Pb浓度较低时,4种大白菜超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(PRO)含量都不同程度提高,但是随Cd、Pb浓度的提高,各生理过程受到抑制。KB和QS中PRO的含量约是DY和QL中的2-3倍,高PRO累积量很可能是Cd、Pb耐性大白菜品种所具有的特点。
盆栽实验中,在各生长时期,抗氧化酶活性、抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH),及可溶性糖和SP的含量随Cd、Pb浓度的提高先升高后下降。硝态氮的含量基本随Cd、Pb浓度的提高而上升。在整个实验期间,KB和QS中MDA都保持较低的水平,KB对Cd、Pb的耐性主要是由于其体内PRO及AsA、GSH等抗氧化剂的累积;而GSH和可溶性糖对QS的Cd、Pb耐性起重要作用。QL和DY中MDA的含量要高于KB和QS,它们体内的抗氧化酶活性,及PRO、AsA和GSH含量在某个生长时期会达到较高的水平,但是与KB和QS相比,这些变化并不稳定,所以比KB和QS对Cd、Pb的耐性要弱。