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本研究以农田杂草牛膝菊(Galinsoga parviflora)为材料,通过盆栽控制性试验,研究不同Cd污染土壤(Cd浓度分别为0mg·kg-1、25mg·kg-1、50mg·kg-1、 75mg·kg-1、100mg·kg-1)条件下,牛膝菊植株对Cd的富集能力及富集过程中的的酶活变化和光合生理特征。主要研究结果如下：(1)牛膝菊富集能力研究：当土壤Cd浓度≥75 mg·kg-1时,牛膝菊植株地上部分Cd含量为102.16 mg·kg-1和137.63 mg-kg-1,超过Cd超富集植物的阈值100 mg·kg-1;同时,在上述浓度处理条件下,牛膝菊富集系数和转运系数均大于1.0；其吸收量系数在4.30～8.22之间,转运量系数在6.23～6.91之间；其植株地上部分和根系积累量分别为107.46μg·plant-1～205.62μg·plant-1、 17.45μg·plant-1～31.50μg·plant-1。结果显示,牛膝菊为Cd超富集植物。(2)抗氧化保护酶活性变化：当土壤Cd浓度≤75 mg·kg-1时,牛膝菊SOD、 POD活性显著升高,在75mg·kg-1浓度时达最大值：在>75 mg·kg-1处理下,SOD、 POD活性值逐渐降低,活性受抑制。不同浓度Cd胁迫对牛膝菊叶片中的CAT活性整体表现为抑制作用。(3)抗氧化酶同工酶变化：Cd胁迫牛膝菊叶片的POD同工酶和CAT同工酶的显示。在50mg·kg-1～100mg·kg-1浓度时,诱导POD-1和POD-2表达,在75,mg·kg-1～100mg·kg-1浓度时,诱导CAT-1和CAT-2的表达,且亮度均随Cd浓度的增加而增强。(4)抗氧化光合生理变化：不同Cd浓度胁迫使牛膝菊叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量及叶绿素总量均呈降低趋势；净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间C02浓度也呈降低趋势,但叶片气孔限制值升高。同时,牛膝菊是通过增大水分利用率和气孔限制值而有效缓解Cd胁迫造成的严重脱水症状。(5)叶绿素荧光参数变化特征：不同浓度Cd胁迫使牛膝菊叶片的ΦPSⅡ(电子传递的量子产量)、ETR(电子传递速率)和qp(光化学淬灭)降低,仅NPQ(非光化学淬灭)随Cd浓度的上升而增大。研究表明Cd胁迫抑制了牛膝菊PS Ⅱ(光合系统Ⅱ)的功能,从而降低了PS Ⅱ电子传递的量子产量,降低固碳释氧量,这样通过热量耗散缓解Cd胁迫造成的光合器官的伤害。上述研究表明,牛膝菊在0-100 mg·kg-1浓度的Cd胁迫下均能良好生长,且在≥751 mg·kg-1污染浓度时,地上部分Cd含量、富集系数、转运系数均能达到Cd超富集植物的标准值,说明牛膝菊是Cd超富集植物,这对Cd污染农田的生态修复具有重要价值,也为农田修复技术体系建立奠定充实的物质基础。