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采用营养液培养试验,研究了缺铁对12个品种花生(9616、白沙1016、大白沙、花育20、花育22、鲁花8号、鲁花9号、奇山208、徐花13、豫花15、豫花22、郑红3号)镉吸收、转运和积累的影响。同时进一步阐明了缺铁作用下镉吸收、转运、积累能力的品种间差异及生理机制。主要研究结果如下: (1)通过光合参数与反射光谱参数的测定,评价了12个花生品种缺铁环境中耐受能力的基因型差异。研究结果表明,缺铁处理下供试花生品种在光合参数、反射光谱参数表现出显著的品种间差异。12个花生品种分为三组:缺铁耐受品种(郑红3号)、缺铁敏感品种(花育22)、中间品种(其余10个品种)。缺铁引起根的生物量、根冠比、SIPI、和Ci增加,Pn、Fv/Fm、ΦPSII、PRI、REP和chlNDI减少。缺铁导致花生植株Pn降低可能是由于光合色素含量的减少和PSII的光化学反应受到抑制所引起的。 (2)低镉(0.2μMCdCl2)环境下,通过对正常供铁和缺铁处理花生植株的生物量、气体交换和镉积累的测量,研究了0.2μMCdCl2浓度正常供铁情况下12个花生品种对镉的耐受性,并进一步探讨了镉、铁离子吸收和转运之间的关系。研究结果表明:正常供铁0.2μMCdCl2浓度情况下花生植株的形态生理反应与镉积累、转运、分布方面均产生了显著的品种间差异。缺铁增加了各器官中的镉含量与镉总量,降低了由根到地上部分与由根到茎的迁移指数,但是由茎到叶的迁移指数不受影响。缺铁诱导根和叶中镉含量、镉总量的增长率与正常供铁植株呈负相关,叶中的镉含量、由根到地上部的迁移指数、由根到茎迁移指数和由茎到叶的迁移指数与蒸腾速率呈正相关。由此证实,花生品种之间地上部镉含量的差异主要是由铁运输系统、木质部装载能力和蒸腾作用的强弱引起的。 (3)研究了镉、铁离子在根部吸收、积累之间的关系,并就根系形态、根部镉的亚细胞分布和镉积累之间的关系进行了探讨。研究表明:缺铁增加了各器官中的镉含量,降低了由根到地上部分的迁移指数。缺铁处理下供试花生根系的根干重、根长、根体积、根表面积和根尖数均有大幅提高,而根直径并未受到影响。相关性分析表明,缺铁处理下根长、根表面积、根体积、根尖数与根部和地上部分Cd含量并无显著的相关性,说明缺铁条件下花生根系形态的改变并不是缺铁诱导该植物大量积累镉的主要原因。细胞中镉含量的检测结果显示铁元素的缺乏降低了根部细胞壁中镉含量百分比,增加了细胞器部分镉含量的百分比,而两者的变化无显著相关性。分析表明,细胞壁镉积累量达到饱和后,细胞壁中的部分镉元素将向细胞可溶部分转运,这可能导致了镉含量的增加。