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本文采用实验室水培方法,研究了氧化石墨烯(GO)存在条件下,镉(Cd)对小麦幼苗的根系形态、光合作用和抗氧化酶系统的影响,以及GO和Cd在小麦体内的迁移和累积。主要研究结果如下:(1)GO存在条件下,Cd对小麦幼苗根生理指标和Cd吸收的影响与单一Cd胁迫相比,当GO浓度为5 mg L-1-40 mg L-1时,Cd对小麦幼苗总根长、总根表面积、平均根直径、根毛数和微管蛋白的抑制作用增强,并随着GO浓度的增大抑制增大,表明GO的存在,增加了Cd的毒性(P<0.05)。透射电镜结果表明,无论是GO单一污染,还是GO与Cd复合污染,均可在根系和叶片中检测到GO的存在,同时观察到小麦幼苗细胞器、细胞膜的损伤。与单一Cd处理相比,复合污染下小麦幼苗体内Cd含量随着GO浓度的增加而升高,并且存在一定的剂量效应。当GO浓度为5 mg L-I-40 mg L-1时,根和叶中的Cd含量显著增加(P<0.05),且小麦根中Cd的含量大于茎叶中的含量,GO促进了小麦对Cd的吸收。(2)GO存在条件下,Cd对小麦幼苗光合作用的影响与单一Cd处理相比,当GO浓度为5·mg L-1-40 mg L-1时,Cd对光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),气孔导度(gs),光系统II最大光化学效率(Fv/Fm),实际量子产率(φPSII)和光合电子传递速率(ETR)及叶绿素a,b,总叶绿素含量和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RuBisCO)抑制作用明显高于单一Cd处理(P<0.05),且随GO浓度增加,小麦幼苗Tr,Pn,gs,Fv/Fm,φPSII和ETR明显降低,而Ci则显著增加;叶绿素a,b,总叶绿素含量和RuBisCO浓度显著下降。(3)GO存在条件下,Cd对小麦幼苗生化指标的影响与单一Cd处理相比,GO浓度为5·mg L-l-40·mg L-1时,Cd引起小麦幼苗茎叶和根系中超氧阴离子自由基(O2.-)和过氧化氢(H2O2)显著升高。由于O2.-和H202的大量产生,使机体内的氧化还原平衡被破坏。同时,酶促保护系统中的超氧化物歧化酶和过氧化物酶随之增加,以清除O2.-和H2O2。与单一Cd处理相比,GO浓度为5 mg L-1-40mg L-1时,Cd引起小麦幼苗茎叶和根系中丙二醛(MDA)含量显著升高,表明活性氧(ROS)引起了小麦叶片和根系的膜结构的破坏,最终导致了脂质过氧化,并且根部受损程度比叶部明显。