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随着工业的发展和农业上农药化肥的使用,重金属对土壤的危害日益增强。目前,修复土壤重金属污染的方法中,植物修复作为生物修复的一种,因其污染小,可持续等优点备受关注。许多学者研究发现,银中杨生长速度快,产量高,抗逆性强,且其根茎可富集大量重金属,是用来治理土壤重金属污染的优势树种。但目前对于复合重金属污染下银中杨诱导抗性变化的研究较少。因此,本实验将3种含量的镉Cd(0.5mg/kg、1.5mg/kg、2.5mg/kg)和锌 Zn(300mg/kg、500mg/kg、700mg/kg),采用正交实验设计(3X3)分别复合施加到一年生银中杨生长的土壤中,在胁迫30、40和50d后,分析Cd、Zn胁迫对银中杨的生长发育、对重金属的富集能力及化学防御的影响,以及取食其叶片的舞毒蛾幼虫的生长发育和解毒能力的影响。结果发现:1、Cd、Zn胁迫显著降低银中杨幼苗生长发育水平和叶片中Cd的富集能力Cd、Zn胁迫下,银中杨幼苗的株高、根长、地茎、根茎叶的干重和鲜重随着Cd、Zn含量的增加逐渐减少,且高含量Cd、Zn胁迫下的株高、根长、地茎、根茎叶的干重和鲜重均显著低于中低含量胁迫(P<0.05),Cd、Zn复合胁迫下的各项生长发育指标低于单一胁迫(P<0.05)。其中,在高含量Cd、Zn复合胁迫下,株高、根长、地茎、根茎叶的干重和鲜重,显著低于对照组(P<0.05);在低含量Cd、Zn复合胁迫下,仅根干重和叶干重与对照组差异显著(P<0.05);在中含量Cd、Zn复合胁迫下,根长、地茎,根茎叶干重显著低于对照组(P<0.05)。Cd和Zn胁迫30、40、50d后,各胁迫组叶片中的Cd、Zn含量随土壤中Cd、Zn含量增加而增加,且高含量Cd胁迫下,叶片中的Zn含量显著高于中低含量胁迫(P<0.05);Cd、Zn复合胁迫抑制叶片对Cd的富集,对叶片中Zn的富集影响不明显。2、Cd、Zn复合胁迫显著降低银中杨叶片中的防御蛋白活性Cd、Zn复合胁迫下,银中杨叶片中防御蛋白活性以及次生代谢物质的含量均随Cd、Zn复合含量的增加而降低,且高含量Cd、Zn复合胁迫下的防御酶和蛋白酶抑制剂的活性和次生代谢物质的含量均显著低于中低含量复合胁迫(P<0.05)。其中,在中高含量Cd、Zn复合胁迫下,30、40和50d后,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、胰蛋白酶抑制剂(TI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)活性,显著低于对照组(P<0.05);在低含量Cd、Zn复合胁迫下,胁迫50d后的PAL活性显著低于对照组(P<0.05)。3、Cd、Zn复合胁迫显著降低银中杨叶片中的次生代谢物质含量Cd、Zn复合胁迫下,银中杨叶片中次生代谢物质的含量均随Cd、Zn复合含量的增加而降低,且高含量Cd、Zn复合胁迫下的次生代谢物质的含量均显著低于中低含量复合胁迫(P<0.05)。其中,在Cd、Zn中高含量复合胁迫下,30、40和50d后,黄酮和木质素含量显著低于对照组(P<0.05);在Cd、Zn低含量复合胁迫下,30、40d后的黄酮含量也显著低于对照组(P<0.05)。4、Cd、Zn复合胁迫降低取食银中杨叶片的舞毒蛾幼虫生长发育水平和解毒能力Cd、Zn复合胁迫下,3龄和4龄舞毒蛾幼虫的体长、体重和头壳宽随Cd、Zn复合含量的增加而降低,高浓度胁迫下的体长、体重和头壳宽显著低于低浓度胁迫(P<0.05)。其中,高含量Cd、Zn复合胁迫下,3龄和4龄舞毒蛾幼虫的体重、体长和头壳宽显著低于对照组(P<0.05)。3龄和4龄舞毒蛾幼虫的解毒酶和抗氧化酶活性随Cd、Zn复合含量的增加先增加后降低。其中,低Zn含量胁迫下,解毒酶的活性显著高于对照组(P<0.05)。综上所述,Cd、Zn复合胁迫显著抑制银中杨幼苗的生长发育水平,降低叶片对Cd的富集能力。Cd、Zn复合胁迫显著降低银中杨叶片内的防御蛋白活性和次生代谢物质含量,且呈一定的浓度和时间效应。Cd、Zn复合胁迫抑制舞毒蛾幼虫的生长发育,对舞毒蛾幼虫的解毒能力先促进后抑制。因此,可预测重金属污染土壤中,取食银中杨的舞毒蛾爆发趋势减弱。