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花生对镉胁迫生理响应 　　收稿日期：2013-09-22 　　基金项目：山东省花生产业技术体系项目；山东省良种工程项目“花生高产、优质、多抗基因资源发掘与种质创新利用研究” 　　作者简介：张廷婷（1981-），女，助理研究员，主要从事花生种质资源创新工作。 　　*通讯作者：万书波（1962-），男，研究员，主要从事花生栽培生理研究；单世华（1971-），男，博士，博士生导师，研究员，主要从事花生种质资源创新利用研究。E-mail：shhshan@ 　　摘要：采用盆栽试验，研究了重金属镉（处理水平12 mg/kg土壤）胁迫下不同花生品种不同生长时期SOD、POD、CAT活性，叶绿素、MDA含量，电解质渗透率等主要生理指标的变化规律以及花生荚果、籽仁产量和出仁率的变化。结果表明，镉胁迫降低了3种抗氧化酶的活性，使MDA含量和电解质渗透率升高；降低了叶绿素总含量及荚果、籽仁产量和出仁率。主成分分析结果确定了叶绿素总含量、MDA含量和POD活性为初步筛选花生镉污染胁迫的诊断指标。综合分析，丰花3号、花育20号和鲁花12号对镉胁迫更敏感。 　　关键词：花生；镉；胁迫；抗氧化酶；产量 　　中图分类号：S565.201文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）12-0048-05 　　镉（Cadmium， Cd ）是自然界广泛存在的一种重金属微量元素，地壳中的平均含量为0.15～0.20 mg/kg，空气中为0.002～0.050μg/m3。正常条件下，植物体内镉含量很低，一般不超过1 mg/kg[1，2]。环境的镉污染日益严重，主要是因为矿产开采、工业生产中的“三废”污染、污水灌溉和土壤施肥，磷肥被认为是农业土壤污染的重要来源；另外，大气沉降也是环境镉来源中一个不可忽视的部分，正逐渐引起人们的重视[3，4]。 　　镉是生物非必需元素。尽管有研究表明在低浓度条件下，它能刺激生物体的生长和发育，有利于生命系统的生存和发展，但多数研究认为其带来的更多的是有害效应[5～7]。近年来，有关镉对植物的毒害作用机理已有较多研究，如镉通过抑制细胞正常的分裂活动而降低叶绿素的合成，导致植物光合作用下降，进而阻碍植物生长[8～12]；镉破坏细胞膜的结构和功能，导致细胞内容物大量外渗，干扰细胞内一系列的代谢过程[13～16]。 　　我国是世界上重要的花生生产国，也是最大的出口国。随着花生直接食用和食品加工的不断增加，国际上对花生籽仁中Cd含量问题越来越关注[17]。目前已有很多镉在作物中的相关研究，但有关花生不同生长发育时期对镉的生理生化反应及耐性机理的研究甚少。本文旨在探讨镉胁迫下花生不同生育期主要生理指标的变化规律，确定初步筛选镉污染胁迫花生的诊断指标。这对于花生镉污染的预警和监测以及防止花生镉污染超标等方面具有十分重要的意义。 　　1材料与方法 　　1.1材料 　　1.1.1供试花生品种及土壤供试花生品种6个，分别为花育22号、鲁花14号、丰花3号、花育20号、花育23号和鲁花12号，均由山东省花生研究所提供。 　　盆栽土壤选用山东省农业科学院试验农场耕层土壤，过1 cm孔筛，备用。供试土壤理化性状见表1。 　　1.1.2试剂与仪器磷酸氢二钾，分析纯，天津市巴斯夫化工有限公司；核黄素（FD），生化试剂，天津市巴斯夫化工有限公司；磷酸二氢钾，分析纯，天津市博迪化工有限公司；EDTA-Na、氮蓝四唑（NBT）、氯化镉，均为分析纯，上海锐聪科技发展有限公司；甲硫氨酸（Met），生化试剂，上海展云化工有限公司；愈创木酚、三氯乙酸，分析纯，天津市科密欧化学试剂开发中心；过氧化氢（30%），分析纯，天津市广成化学试剂有限公司；硫代巴比妥酸（TBA），生化试剂，上海远帆助剂厂；氢氧化钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；乙醇，分析纯，烟台三和化学试剂有限公司；其他试剂均为国产分析纯。 　　主要仪器：TU-1800S紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；DDS-HA电导率仪，上海盛磁仪器有限公司；HHS21.6电热恒温水浴锅，江苏常熟医疗器械厂；HPG-280B光照培养箱，哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；DW-86L386超低温保存冰箱，海尔。 　　1.2试验设计 　　试验采用塑料盆（内径38 cm×28 cm），每盆装10 kg供试土壤。由前期不同镉处理水平对花生品质影响试验得出12 mg/kg是花生镉耐受最高临界值，本试验即以每千克土加入12 mg Cd（CdCl 2 ·2.5H 2 O）进行处理，重复3次，以未加镉处理的为对照（CK）。先把相应量的CdCl 2配成稀溶液，均匀浇于盆内（盆下放花盆蓄水垫盘，渗出液反复浇灌，直到镉离子与土壤均匀混合），平衡半个月备用。塑料盆编号并随机排列，置于网室（上