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稻田镉(Cadmium,Cd)污染是目前我国南方地区面临的主要环境污染问题之一,其不仅影响水稻的安全生产,还可以通过食物链对人体健康造成威胁。因此,探索水稻Cd阻控技术成为保障水稻品质的研究热点。外源植物激素赤霉素、油菜素内酯对植物生长发育的研究已经取得较多进展,也有一些报道发现植物激素具有提高植物在重金属逆境下的抗性,但是关于赤霉素、油菜素内酯对重金属Cd胁迫下水稻生长及Cd积累效应机制尚不明确。本论文主要探讨(1)水培条件下,叶面施用赤霉素(GA)、油菜素内酯(BR)对Cd胁迫下水稻幼苗生长、光合特性、抗氧化酶系统和植物体Cd含量的影响,明确水稻幼苗对Cd毒害的保护机制;(2)土培条件下,叶面施用赤霉素和油菜素内酯对Cd污染土壤中水稻生长、Cd的亚细胞分布规律、Cd化学形态、各部位Cd含量的影响,解析水稻降低Cd积累的作用机制。取得的主要研究结果如下:(1)明确了GA和BR处理对Cd胁迫下水稻幼苗生长及生理方面的影响。与不加Cd的对照相比,Cd处理显著抑制水稻植株的生长,地上部和地下部生物量分别降低18.23%和26.32%;根系长度和根表面积分别下降9.08%和19.13%;水稻叶片最大荧光值下降8.9%,MDA积累量增加37.04%。Cd胁迫下,叶面施用GA和BR可有效缓解Cd对水稻幼苗造成的危害,具体表现为:水稻幼苗根系(增幅分别为84.35%和45.66%)和地上部生物量(增幅48.2%和30.94%)显著增加、根系长度(增幅分别为13.01%和16.06%)、根表面积(增幅分别为24.1%和20.25%)、最大荧光值(增幅分别为7.47%和6.89%)均显著增加(p<0.05);由于GA和BR处理下水稻抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)显著提高,APX活性显著下降,因此MDA积累量显著下降,较对照组分别降低9.52%和14.59%。另外,叶面施用GA和BR还可以降低水稻幼苗根部(与对照组相比,降幅分别为13.03%和7.78%)和地上部(降幅分别为18.4%和8.5%)的Cd含量。由此可见,叶面施用GA和BR可通过维持水稻正常生长、促进光合性能、调节抗氧化系统,从而有效增强水稻对Cd的耐性,缓解Cd胁迫对水稻幼苗的损害,其中GA的效果优于BR。(2)明确了叶面GA和BR处理下Cd污染土壤中水稻Cd迁移积累特性。与Cd污染对照相比,施用GA和BR可以显著提高Cd污染土壤上水稻植株生物量,其中GA处理效果最好,GA处理提高了根部生物量、茎叶生物量和产量分别增加40.46%、38.52%和23.74%。叶面施用BR对水稻产量无影响(p>0.05)。土培体系下叶面施用GA和BR对水稻的净光合速率无显著影响;通过Cd形态分析发现,与对照组相比,叶面施用GA和BR可以改变水稻地上部和根部Cd形态分布,具体表现为:地上部氯化钠提取态中的Cd比例分别增加26.99%和9.52%(p<0.05),而去离子水、乙醇提取态中的Cd比例分别降低了65.89%和81.5%、44.63%和64.96%(p<0.05);根部氯化钠提取态Cd的比例分别增加12.23%和17.87%(p<0.05),去离子水、乙醇提取态Cd的比例分别降低46.35%和71.59%和46.53%、59.62%(p<0.05)。采用差速离心法分析植物细胞Cd亚细胞分布发现,叶面施用GA和BR均可改变水稻根部和叶部Cd亚细胞分布。与未处理对照相比,叶面施用GA和BR后,根部细胞壁组分(F1)中Cd含量的比例分别升高了18.77%和20.06%,细胞器组分(F3)中Cd含量的比例分别降低58.86%和42.98%。地上部Cd亚细胞分布也有类似趋势,叶面施用GA和BR增加了细胞壁组分(F1),同时降低了细胞器组分(F3)组分。对在植株各部分Cd积累特性分析发现,叶面施用GA和BR均可以显著降低水稻Cd污染土壤中水稻各部位Cd含量,其中GA阻控Cd效果最佳。与对照相比,GA显著降低了根、茎叶和籽粒Cd含量,降幅分别是42.79%,79.72%和39.43%。由此可见,叶面施用GA和BR均可以通过调控植物细胞中Cd亚细胞分布,增强Cd在细胞壁中的固定,改变Cd的化学形态,从而降低Cd在植物体内的迁移和积累。除此之外,GA还可能通过生物稀释作用和降低蒸腾速率,降低Cd的吸收和积累。本研究发现,在Cd胁迫下,叶面施用赤霉素和油菜素内酯可以有效缓解Cd毒害和Cd积累,其中赤霉素效果最佳。