摘要
矿山生态型华中蹄盖蕨[Athyrium wardii（Hook.）Makino]是在我国川西典型铅锌矿区发现的镉（Cd）/铅（Pb）稳定修复植物，根系发达，主要将Cd/Pb积累于根部，其作为修复植物能在治理重金属污染的同时实现矿区废弃地的生态恢复。目前，由于仍未建立华中蹄盖蕨孢子繁殖技术体系，相关基础研究难以深入开展，大规模应用难以推行。因此，本研究以矿区原生地采集的华中蹄盖蕨孢子为材料，基于孢子直播法和组织培养法，构建华中蹄盖蕨孢子快繁技术体系，摸清孢子苗对镉铅的耐受表现和富集能力，主要研究结果如下： （1）华中蹄盖蕨孢子具有休眠特性，低温贮藏3个月时孢子活性最高，最宜播种。随着贮藏时间延长，孢子活性降低，50 mg L−1赤霉素处理可显著提高孢子萌发率，高浓度赤霉素处理（300 mg L−1）则会抑制孢子萌发。采用直播法播种孢子，播孢量以2.5 mg pot−1为宜，孢子体转化率最高。以泥炭：腐殖土：蛭石（1∶1∶1）混合基质为孢子播种基质，7天开始孢子萌发，26天形成原叶体，84天即形成幼孢子体，孢子体诱导率最高。 （2）采用完全组织培养和不完全组织培养方法构建华中蹄盖蕨孢子快繁技术体系，华中蹄盖蕨孢子最佳消毒方式为 75%酒精浸泡 30 s，1%次氯酸钠（NaClO）与吐温20 混合液灭菌 3-5 min。孢子萌发最适培养基为 1/4 MS+8 g L−1琼脂，萌发率达38%。原叶体继代最适培养基为 MS+30 g L−1蔗糖+8 g L−1琼脂，60 d 内增殖系数达3.75。然而，无机盐培养环境中，华中蹄盖蕨原叶体难以转化形成孢子体，腐殖土浸提液培养条件下孢子体诱导率最高，也仅为20.6%。采用沙瓶加腐殖土浸提液培养的方式可高效诱导孢子体形成，转化率达82.5%，且诱导时间最短，接种后17 天即形成幼孢子体，长势健壮，颜色翠绿。将原叶体团搅切至 0.1-0.2 cm 直径碎片制成悬浮液并播撒至腐殖土基质，2周左右能再生形成完整原叶体，增殖倍数达143.88；将原叶体团切割为 1 cm × 1 cm 大小并移栽至腐殖土基质，2 个月后能陆续形成孢子体，诱导率达 40.74%。组织培养条件下，以 MS+0.5 mg L−1 2,4-D作为生根剂的诱导效果最佳，生根率达100%；采用不完全组培方式，以腐殖土为基质，华中蹄盖蕨孢子体诱导生根效果更好，生根数和平均根长较前者分别提高2.57、2.18倍。 （3）矿山生态型华中蹄盖蕨孢子苗半开盖3天时，移栽成活率最高（72%），无明显染菌现象，为最佳炼苗方式。孢子苗驯化适宜的光环境为50%遮荫度，适宜移栽基质为泥炭土，每天适当浇水，移栽后叶片翠绿，生长健壮；随着育苗容器尺寸的增大，孢子苗生长越快，壮苗指数越高，以圆盆移栽种植的孢子苗长势最佳。 （4）矿山生态型华中蹄盖蕨孢子繁殖幼苗在不同程度污染（19-110 mg kg−1 Cd、870-5740 mg kg−1 Pb）土壤、不同浓度镉铅（25-100 mg L−1 Cd、300-1200 mg L−1 Pb）营养液培养条件下均能生长，25 mg L−1 Cd、1200 mg L−1 Pb 浓度条件下幼苗生长受到显著抑制；根部 Cd、Pb 浓度分别可达 194 mg kg−1、13708 mg kg−1，Cd、Pb富集系数为0.68-1.51、1.51-11.42，Cd、Pb转运系数为0.15-0.24、0.04-0.10，仍然表现出较强的根部固定能力，尤其是Pb，具备镉铅污染土壤的稳定修复潜力。
NETL