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为了研究重金属Cd和污水灌溉复合污染对作物的影响,本文以玉米幼苗为研究对象,运用多种仪器分析手段结合GC-MS代谢组学技术,研究了 Cd单一污染和Cd与污水复合污染对玉米幼苗生长过程、植株酶活性变化以及玉米幼苗代谢物变化的影响。主要研究结果如下:1、与空白对照相比,低浓度(1~10mg/L)Cd2+提高了玉米种子萌发率;高浓度(10~50 mg/L)Cd2+对株高和根长存在明显抑制作用。2、单一和复合污染处理,Cd2+均能诱导玉米幼苗四种抗氧化酶活性的增加,且基本表现出随Cd2+浓度升高酶活性不断增大的趋势。污水对Cd2+导致SOD、CAT和GST三种酶活性的增高,在10mg/L前后影响不同。与Cd单一处理相比,复合处理在Cd2+浓度较低(1~10mg/L)时,酶活性降低;高浓度(10~50mg/L)时,酶活性升高。表明10 mg/L是污水对Cd2+导致玉米幼苗上述三种酶活性变化的敏感点。对于POD,污水对Cd2+导致酶活性出现上述变化的敏感点则为5 mg/L。3、采用GC-MS技术结合AMDIS软件,对不同处理玉米幼苗代谢物进行种类辨识、定量分析和PCA分析结果显示:(1)不同处理玉米幼苗代谢物共辨识出氨基酸类、糖类、有机酸类以及其它类四类,共计49种代谢物。(2)Cd单独污染和复合污染不同处理组代谢物变化差异均较大。处理组Cd2+浓度不同,代谢物含量变化各异。与各自的空白对照相比,Cd单独污染处理组Cd2+胁迫诱导了六种氨基酸、大部分糖类代谢物和Cd2+浓度较高时苯甲酸和迷迭香酸的含量的上升,葡萄糖、6-脱氧-吡喃甘露糖、乳酸、苯酸、苹果酸以及三乙醇胺和甘露糖醇含量的下降;Cd和污水复合胁迫导致玉米幼苗内四类代谢物的含量均高于污水空白对照组,显著性程度各有不同。(2)复合胁迫与单独胁迫两个系列相比,PCA分析结果显示,大部分处理组代谢产物差异较大,其中Cd2+浓度为10mg/L时,两个系列处理组代谢产物差异较小。与同浓度Cd2+单独污染相比,复合胁迫对玉米幼苗不同代谢物含量的变化影响均较为明显。污水对Cd2+诱导玉米幼苗代谢物含量的变化,Cd2+浓度较低(<10mg/L)时,除了对葡萄糖表现为加剧作用,对氨基酸无显著作用,对其余代谢物均表现为缓解作用;在Cd2+浓度较高(≥10mg/L)时对大部分氨基酸、部分糖类和有机酸均表现为加剧作用。综上所述,Cd2+浓度为10 mg/L是影响玉米幼苗生长的敏感点,在该浓度前后多个影响指标测定结果均呈现双阶段性。高浓度Cd2+和污水复合污染与农业生产以及人类健康的关系研究应引起高度关注,值得进一步深入研究。