盐胁迫下苋菜品种有机酸代谢与Cd累积的关系

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本试验以课题组前期筛选出的3个盐渍条件下Cd高/低累积苋菜品种（低累积品种：白骨小圆叶；中累积品种：全红；高累积品种：柳叶）为研究对象，探讨盐胁迫下苋菜品种有机酸代谢和Cd累积的关系。在受Cd污染的盐渍土中进行土培实验，分别测定苋菜品种茎叶、根系、根际土壤溶液中的Cd和低分子有机酸含量，以及苋菜根际土壤微生物16S rDNA高通量测序，主要得到以下研究结果：
　　（1）3个苋菜品种茎叶和根系中均检测出乳酸、乙酸、甲酸、苹果酸、酒石酸、草酸等低分子有机酸，各苋菜品种茎叶和根系中的草酸含量均最高。3个苋菜品种根际土壤溶液共检测到乳酸、乙酸、甲酸、苹果酸、草酸五种低分子有机酸。在对照和盐胁迫下，白骨小圆叶根际土壤溶液中均未检测到苹果酸；对照中，全红苋菜根际土壤溶液中未检测到苹果酸，但盐胁迫下全红苋菜根际土壤溶液中苹果酸的含量为0.39mg/kg干土重（下同）；与对照相比，盐胁迫处理使柳叶根际土壤溶液中苹果酸含量从0.10mg/kg增加到0.38mg/kg。盐胁迫引起白骨小圆叶根际土壤溶液中草酸含量从0.07mg/kg降低到0.02mg/kg，全红和柳叶根际土壤溶液中草酸含量分别从0.08mg/kg和0.05mg/kg增加到0.10mg/kg和0.21mg/kg。
　　（2）盐分促进了各苋菜品种对Cd的吸收、累积和转运。3个苋菜品种中白骨小圆叶对Cd的吸收累积量最低，柳叶对Cd的吸收累积量最高。柳叶根系Cd含量分别是白骨小圆叶和全红的2.06和1.77倍，茎叶Cd含量分别是10.02和3.26倍。全红和柳叶根系分泌的苹果酸和草酸与根际土壤溶液中的Cd含量显著正相关，柳叶苋菜根际土壤溶液中的草酸含量显著高于全红和白骨小圆叶，可能是柳叶在盐分条件下具有较高Cd累积特性的原因之一。盐分条件下白骨小圆叶根际土壤溶液中无苹果酸存在及较低的草酸含量，可能是其较低Cd累积特性的原因。
　　（3）通过对各苋菜品种根际土壤微生物群落结构进行分析，发现苋菜根际土壤中的微生物群落结构相似，Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes、Actinobacteria是苋菜根际土壤微生物中的优势群落。盐分引起了苋菜根际土壤微生物中具有耐盐特性的菌群相对丰富度增加；对照与盐处理条件下苋菜品种根际土壤微生物的Alpha多样性差异较小；而苋菜品种根际土壤微生物的Beta多样性受到盐分影响较大，加盐处理下，三个苋菜品种根际土壤微生物的物种组成结构相似，而与对照条件下三个苋菜品种根际土壤微生物的组成结构差异较大。
　　本试验结果显示，苋菜品种根系分泌的苹果酸和草酸活化了土壤中的Cd，而不同苋菜品种根际土壤溶液中苹果酸和草酸含量的不同，是导致不同苋菜品种对Cd累积差异的重要因素。这一结果为探讨种植在受Cd污染的盐渍土中的不同苋菜品种对Cd累积存在差异的内在机制提供补充数据，同时也为农产品的安全种植提供理论支持。

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作者
胡妮;
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作者单位

暨南大学;

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授予单位暨南大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名李取生;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类农作物;苋菜;
关键词
苋菜; 盐胁迫; 有机酸代谢; 镉累积; 根际土壤; 微生物群落;

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