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镉(Cd)是一种毒性很强的重金属,随着河口和海岸等盐沼湿地生态系统重金属污染的日益加剧,关于盐生植物对Cd吸收、积累及转运方面的研究受到了越来越多的关注。碱蓬(Suaeda salsa)和滨藜(Atriplex triangularis)在我国北部沿海滩涂有着广泛的分布,但目前并不了解这两种盐生植物的Cd耐性如何,对其Cd吸收和分布规律也缺乏深入的认识。此外,碱蓬和滨藜是否直接吸收CdCln2-n络合物尚不清楚,Cl-影响盐生植物Cd吸收的可能作用机制仍需进一步探讨。本文通过水培试验设计,并结合相关重金属吸收和毒性效应模型,对上述问题进行研究,以期为今后盐沼湿地重金属污染修复和海水蔬菜品质安全研究提供理论依据。主要研究内容和结果如下:1.碱蓬和滨藜镉耐性、亚细胞分布及其模型拟合比较了不同类型盐生植物碱蓬和滨藜的Cd耐性,研究了两者对Cd和Na的富集规律及亚细胞水平上的Cd分配差异。结果表明,Cd胁迫下碱蓬和滨藜的根长、株高及干重等均受到不同程度的抑制,两者的表观毒害症状及对Cd的响应敏感度也存在明显差异;根系耐性指数可以作为评价两者Cd耐性的指标,碱蓬表现出更强的Cd耐性。另外,除1μmol·L-1 Cd胁迫下,碱蓬根表的单位面积Cd吸附量均显著高于滨藜;两者吸收的Na大量转运至地上部,吸收的Cd则主要富集在根部,但碱蓬对Cd的转运能力比滨藜弱。亚细胞分布分析发现,两种盐生植物各器官中Cd均主要分布于细胞壁,其次为胞液;细胞壁的固定为两者亚细胞水平上的主要Cd解毒机制,且碱蓬不同器官细胞壁的固定能力比滨藜强,根部Cd亚细胞分布特性对Cd从根部向地上部转运有显著影响。Cd胁迫除产生直接毒害外,也影响着碱蓬和滨藜地上部及根部的Na含量,干扰了两者不同器官及亚细胞水平上的正常Na稳态。通过对碱蓬和滨藜根、茎、叶中Cd亚细胞分布的模型拟合发现,碱蓬根部细胞壁组分的临界Cd浓度和最大积累值分别为133.90μmol·L-1和1680.13 mg-kg-1,表现出较强的耐性;而滨藜茎、叶部细胞器组分的最大积累值较高,分别为13.39mg·kg-1和21.13mg·kg-1,易对细胞器造成严重的毒害。2.固定Cd2+活度下碱蓬和滨藜对镉吸收、分配及其模型拟合设置不同NaCl、Na2SO4及Cd处理浓度,使不同处理溶液中Cd2+自由离子活度保持一致,分析了盐生植物对Cd2+自由离子及其它Cd形态(CdCl+、CdCl20、CdSO40)的吸收差异,探讨Cl-影响碱蓬和滨藜Cd吸收的可能作用机制,验证碱蓬和滨藜存在对CdCln2-n络合物直接吸收的假设。研究结果表明,添加NaCl及Na2SO4处理维持溶液中Na含量一致,并未对营养液中的离子强度造成显著改变,不同处理也未对碱蓬和滨藜的根部形态及生理指标造成显著的差异。碱蓬的地上部Cd含量及Cd积累量在较低Cl-浓度处理下较高,随着处理营养液中Cl-浓度的增大整体呈下降趋势,根部Cd含量变化趋势与地上部相反,Cd转移系数也随着处理营养液中Cl-浓度的增大而降低,表现出Cl-处理促进碱蓬根部Cd的吸收,但限制了碱蓬根部Cd向地上部转运。仅用Cd2+自由离子活度并不能很好地拟合碱蓬和滨藜根部Cd吸收,碱蓬和滨藜根部Cd含量还受到络合态Cd活度的显著影响。除Cd2+外,碱蓬和滨藜根部还存在对CdCln2-n的直接吸收,但需要注意的是模型拟合参数中CdCl+的反应常数比Cd2+低很多,提高溶液中CdCl+活度增加了碱蓬和滨藜根部对Cd的吸收。