查看更多>>摘要:研究外源钙(calcium,Ca)对镉(cadmium,Cd)胁迫下雌雄株美洲黑杨的生长和生理影响,探讨雌雄异株植物对Cd胁迫的响应差异,有助于了解外源钙提高植物Cd抗性的机制,可为土壤重金属污染背景下植物修复提供理论依据.采用大棚盆栽试验,研究了施加外源钙(2 g·kg-1)对土壤Cd(50 mg·kg-1 和 100 mg·kg-1)胁迫下美洲黑杨雌、雄幼苗生长、抗氧化酶活性、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等生理指标的响应差异.结果显示,(1)外源钙显著提高Cd胁迫下美洲黑杨雌雄植株的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,降低过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)含量,增强雄株的还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)含量,其中,100 mg·kg-1 Cd浓度下施加外源钙显著提高雌株的GSH含量.此外,在50 mg·kg-1 Cd胁迫下,施加外源钙显著提高雌雄植株的过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和雄株的过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,使丙二醛含量(malondialdehyde,MDA)下降,说明外源钙能有效缓解Cd对美洲黑杨雌雄植株抗氧化酶系统的伤害;(2)50 mg·kg-1 Cd胁迫下施加外源钙显著提高美洲黑杨雌雄株的PS Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm),降低胞间二氧化碳浓度(Ci),雄株气孔导度(Gs)显著上升,雌株的蒸腾速率(Tr)显著提高,说明外源钙能增强植株叶片对光的捕获能力,有效缓解Cd对美洲黑杨雌雄植株光合结构的伤害;(3)与单独Cd处理相比,钙能够抑制雌雄美洲黑杨根部对Cd的吸收,最高可使根系Cd含量降低19.7%,提高Cd耐受性.综上所述,外源钙能促进光合作用,减轻氧化损伤,增强美洲黑杨幼苗对Cd胁迫的抗性;在施钙条件下,与雌株相比,雄株的抗氧化性较高,表现出较好的抗逆性.