摘要
由于特殊的成土母质，导致了重金属已成为贵州土壤的主要污染源之一,镉污染就是其中之一。甘薯是贵州省的主要旱地作物之一，是适合食品加工、化工、能源业的重要原料。研究表明甘薯是镉污染稻田安全利用理想的替代作物，甘薯在镉污染耕地的综合利用中前景广阔。因此研究甘薯对镉胁迫的响应对甘薯生产具重要意义。碳代谢是植物最重要、最基本的生理代谢，对植物的生长发育、代谢物的形成和转化及最终产量的形成起着重要作用，也是植物应对逆境的重要防御机制之一。因此，了解镉胁迫下甘薯碳代谢的生理机制对于优化植物光合同化物分配以提高胁迫下的生产力至关重要。本试验以贵州地方品种紫云红芯薯为材料，通过盆栽试验，测定不同镉浓度处理下甘薯的光合特性、干物质积累、碳水化合物含量及蔗糖转化酶活性，和甘薯各部位镉积累特征，研究镉胁迫对甘薯碳代谢的影响及甘薯各部位镉积累特征。研究结果如下： （1）3mg/kg镉处理对甘薯各器官的干物质量无显著影响，随着镉浓度的升高，甘薯各器官的干物质积累量下降。30mg/kg和150mg/kg的镉抑制甘薯块根的发育进程，在盛长期和收获期，块根重及干物质量、干物质分配率均显著小于对照。 （2）Cd胁迫导致了甘薯叶片叶绿素含量的降低，其中叶绿素a较叶绿素b对镉胁迫更为敏感。镉胁迫初期，甘薯叶片气孔导度、光合速率与胞间CO2浓度均呈现出降低的趋势，此时主要由气孔因素限制光合作用，随着镉处理时间的延长，叶片镉离子持续伤害叶肉细胞，到盛长期和收获期，虽然甘薯的气孔导度与光合速率降低，但胞间CO2浓度呈现出升高趋势，此时限制光合碳同化的主要因素变为非气孔因素。 （3）随着Cd浓度的增加，甘薯叶片的Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、ФPSⅡ和qP呈降低趋势，Fo则呈增加趋势，说明甘薯叶片的PSⅡ反应中心捕获激发能效率下降，PSⅡ的功能受到影响。Cd胁迫下，甘薯叶片的ΦNPQ、ΦNO、qN和NPQ均呈明显增加趋势，说明镉胁迫下甘薯叶片主要通过热耗散和依赖于叶黄素循环的能量耗散机制来降低过剩激发能。 （4）30mg/kg和150mg/kg的镉处理后，甘薯叶片和叶柄的蔗糖含量呈降低趋势，与之相反可溶性总糖和淀粉的含量呈升高趋势。3mg/kg浓度的镉对甘薯叶片和叶柄蔗糖、可溶性糖和果糖的影响并不显著。30mg/kg和150mg/kg的镉明显增加甘薯吸收根和茎中的可溶性糖和淀粉的含量，对蔗糖影响不明显。随着镉浓度升高，甘薯块根的蔗糖和淀粉含量降低，可溶性糖含量升高。 （5）在全生育期，多个镉浓度处理的甘薯叶片的POD酶活性均显著高于对照，30mg/kg和150mg/kg的镉处理显著增加甘薯叶片的CAT和SOD酶活性，3mg/kg镉处理的SOD酶活性显著低于对照。 （6）随着土壤镉浓度的升高，甘薯各部位的镉含量呈增高趋势，各器官的镉含量总体表现为：根gt;茎gt;叶柄gt;块根gt;叶片。在各器官中镉的转移系数总体表现为：TF（叶柄/茎）gt;TF（茎/根）gt;TF（块根/根）gt;TF(叶/叶柄)；富集系数总体表现为BCF（根/地）＞BCF（茎/地）BCF（叶柄/地）gt;BCF（块根/地）＞BCF（叶/地）。
NETL