镉胁迫下玉米幼苗生理生态的变化

植物生理学论文学院：农业与生物技术学院班级：农学121班学号：1251506139姓名：姚爱梅镉处理对玉米幼苗生理生化指标的影响摘要：目的：研究玉米植株在逆境中的生理情况。

方法：通过运用相应方法，测定实验组与对照组的细胞的膜透性、脯氨酸的含量、MDA的含量、细胞过氧化物酶的活性。

结果：与使用营养液的玉米相比，逆境处理组的细胞膜透性随着镉浓度的增加电解质的相对外渗率增加；脯氨酸的含量随着镉浓度的升高而增加；MDA的含量随着镉浓度增加而升高；细胞过氧化物酶活性随着镉浓度的增加而呈现递减的规律。

结论：植物在受到逆境环境的影响时会做出相应的反应来抵抗逆境，以减轻环境对自身带来的影响。

关键词：玉米；镉处理；生理指标Physiology of Maize under different cadmium concentrationsAbstract: Objective: physiological conditions in the adversity of maize plants.Methods: by using the corresponding method, determination of the experimental group and the control group of the cell membrane permeability,proline content, MDA content, cell peroxidase activity. Results: compared with the use of nutritional liquid of corn, the cell membrane permeability of stress treatment group with increasing Cdconcentrations relative leakageelectrolytes rate increased; the content of proline increased with increasingcadmium concentration; MDA content increased with the increase of cadmiumconcentration; cell peroxidase activity with Cd concentrationincreasing anddecreasing rule. Conclusion: the plant will react to resist adversity are influenced by the stress of the environment, in order to reduce the influence of environment on the bring their own.Keywords: maize; cadmium; physiological phenomenon在土、水环境中,单一污染很少，绝大多数污染是多种污染物质共存所造成的复合污染，但国内外有关研究大多只涉及单一污染物的环境效应,对多种污染物所形成的环境复合污染效应及其机理的认识还远远不够。

武清贵，李文琪，贺俊翔，等.四个玉米品种在镉污染土壤中的产量和农艺性状表现[J].南方农业，2023，17（22）：40-42.四个玉米品种在镉污染土壤中的产量和农艺性状表现武清贵，李文琪，贺俊翔，向　飞，刘兴利（溆浦县双井镇农业综合服务中心，湖南溆浦 419300）摘 要采用大田栽培试验的方法，研究了不同玉米品种产量及其农艺性状对镉污染土壤的响应。

结果表明：在镉浓度为0.86 mg·kg-1的条件下，4个供试玉米品种的农艺性状在Cd胁迫下存在一定的差异，其中湘农玉27号的株高、茎粗、穗位叶叶长均显著低于湘农玉36号、湘农玉22号、湘荟玉1号；湘农玉27号、湘荟玉1号的穗位叶叶宽显著低于湘农玉36号、湘农玉22号。

4个供试玉米品种产量变幅为7 530.09～11 446.85 kg·hm-2，其中湘农玉36号显著高于湘农玉27号、湘荟玉1号、湘农玉22号。

在Cd低积累玉米品种筛选中，可考虑湘农玉36号作为供试品种。

关键词镉；玉米品种；农艺性状；产量；湖南省浏阳市达浒镇中图分类号：S513　文献标志码：B　DOI：10.19415/ki.1673-890x.2023.22.012我国约有7%的耕地土壤受镉（Cadmium，Cd）污染，且镉是我国耕地土壤的首要重金属污染物[1]。

2014年的《全国土壤污染状况调查公报》表明，土壤中Cd的点位超标率高达7.0%，远高于Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni等7种重金属的污染[2]。

Cd不仅对玉米的新陈代谢有着十分严重的危害，也是玉米植物体内的非必要元素，在玉米生长发育过程中Cd 如果超出一定范围会产生抑制作用。

镉污染已是制约玉米产业发展的重要原因之一，不同程度的镉污染还直接影响玉米产量和品质。

有学者研究表明玉米在Cd 胁迫后叶片发黄，地上地下部分生物量降低，玉米穗的产量下降，甚至籽粒性状和品质性状均受到影响[3]。

研究表明，当Cd浓度大于10 μg·g-1时，会对植物产生危害[4-5]。

薛　醒，赵潇彤，徐丽娜，等．镉胁迫下硅对玉米生长的缓解效应［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（１３）：２４６－２５１．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．１３．０３６镉胁迫下硅对玉米生长的缓解效应薛　醒，赵潇彤，徐丽娜，李丽杰，薛惠云，张志勇（河南科技学院生命科技学院，河南新乡４５３００３） 摘要：为了探讨外源硅对镉胁迫下玉米幼苗的生长缓解效应，以豫单９９５３为试验材料，以浓度为３１８ｍｇ／ｋｇ的硅酸钠和浓度为３５ｍｇ／ｋｇ的氯化镉分别溶解于水后均匀混拌于土壤中，进行土壤盆栽试验。

对玉米苗期地上部分株高、叶面积、ＳＰＡＤ值、光合速率、荧光参数和地下部的根系参数以及可溶性蛋白含量和电导率等指标进行测定。

结果表明，硅能显著缓解玉米苗期镉的胁迫。

与对照相比，镉处理组的玉米株高、叶面积、叶片和根系的干质量分别下降１８ ７０％、３３．４０％、３９．１３％和４２．８６％，硅的施用改善了镉的抑制，与镉处理相比分别增加了７．６６％、１１．０５％和３３ ３３％、２５．００％；硅的施用提高了镉胁迫下总根系长度、体积和表面积；玉米幼苗的光合特性受到镉的胁迫，硅的施用降低了镉对ＳＰＡＤ值和光合速率的胁迫，与镉处理相比分别提高了１５．６４％和３９．４９％，同时也改善了镉对玉米叶绿素荧光的抑制，增加了叶片可溶性蛋白含量，降低了叶片相对电导率。

硅能显著改善镉对玉米幼苗地上部和地下部的抑制作用，促进根系生长，增强光合作用，调节生理代谢过程，降低地下根系对镉的吸收和转运，提高玉米对镉的耐受能力，为缓解镉对玉米幼苗的胁迫提供栽培技术及理论基础。

关键词：玉米；镉胁迫；硅；植株形态；生理特性 中图分类号：Ｓ５１３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２３）１３－０２４６－０６收稿日期：２０２２－０９－０８基金项目：河南省科技攻关项目（编号２２２１０２１１０１８５）；河南省高校科技创新团队支持计划（编号：２１ＩＲＴＳＴＨＮ０２３）。

化学农药和无机磷肥的使用以及废水废气的排放加剧了耕作土壤中金属离子的污染程度，农作物被动吸收土壤中重金属。

这样Cd 2+ 就通过食物链进入人体,对人类的健康造成很大的威胁[1，2]。

铜对植物的伤害首先会表现在种子的萌发和幼苗生长的变化上,种子萌发时期的生长状况直接影响作物以后的生长和产量。

因此,研究种子在萌发阶段受重金属污染的影响显得尤为重要,而目前关于铜对种子萌发和幼苗生理生态作用的研究报道尚不多见[2~8]。

为了探讨铜胁迫对植物幼苗的生态效应,本文以玉米为试验材料,研究了不同浓度铜处理对种子萌发及幼苗生长和某些生理特性的影响,以期反映铜胁迫下幼苗的变化,为污染生态学的研究和预防玉米早期铜伤害提供理论依据。

1 材料与方法1.1 供试材料供试验玉米品种为龙单13，种子由黑龙江省农科院玉米所培育。

试剂氯化铜(CdCl 2)为分析纯。

1.2 方法选均匀一致的玉米种子，先用0.1%hgCl 2消毒10min,再用无茵水仲洗3~5次,置(30 1)C 光照培养箱中催芽241，将其整齐地排列在直径为15Gm 铺有滤纸的培养皿中,每皿10粒,用含有不同浓度Cd 2+的hoagland 营养液培养。

Cd 2+浓度(按氯化铜中Cd 2+计算)每升毫克数分别为0、5,10,15,30,50,100,120，对照用去离子水培养,试验采用完全随机排列。

每个处理与对照均为3个重复，置室温下B然光照发芽。

1.3 萌发指标测定玉米种子萌发的发芽势为处理后4d 测定,培养7d 后,统计发芽率。

待玉米长出真叶（培养15d ）时，将幼苗取出,用蒸馏水仲洗5~6次,开始测定幼苗生长状况。

分别测量苗高与根长,并剪取根、茎、叶,在105C 杀青30min 后于65C 下烘至恒重,称取根系和地上部干物质重。

2 结果与讨论2.1 Cd 2+胁迫对玉米种子萌发的影响Cd 2+是在低浓度下就显示毒性的元素。

它对玉米种子萌发的胁迫作用从实验结果(表1)可知,对玉米发芽率来讲,当Cd 2+浓度为5~15mg/L 时,对玉米种子萌发有刺激作用；当Cd 2+浓度重金属镉污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响李国良(黑龙江省农业科学院玉米研究所，黑龙江哈尔滨150086）摘要:研究不同浓度镉!Cd 2+"胁迫对玉米萌发及幼苗生长影响,结果表明,当Cd 2+浓度为5~15mg/L 时,Cd 2+可以促进玉米种子的萌发#提高玉米的发芽势和发芽率#促进玉米芽与幼根的生长$当Cd 2+的浓度高于50mg/L 时,明显抑制种子萌发和幼苗生长%关键词: 镉#玉米#种子萌发#幼苗Effect of Cadmium on maize seeds germination and seedling growthLI Guo-liang (academy of agricuIturaI Science,Harbin 150086,China)Abstract : The effects of Cd2+in different concentration rations on the germination of maize seeds and the growth of seedIing were studied.It was shown that Cd2+raised germination percentage,the bud growth and root growth when Cd2+IeveI was range from 5mg/L to 15mg/L.High IeveI Cd2+that its concentration was higher than 50mg/L was harmfuI to the germination and growth of maize.Key words:cadmium;maize;seed germination;seedIing为30mg/L 时对发芽率影响不大,发芽势与对照一样；而当Cd 2+浓度增大到50mg/L 以上时,玉米种子的萌发率则随Cd 2+浓度的增大而减小,即显著或极显著地抑制种子的萌发。

重金属镉、铅及其复合污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响作者：姚伦富文科元黄锦涛等来源：《现代农业科技》2014年第24期摘要通过种子发芽试验研究重金属镉（Cd）与铅（Pb）在不同浓度梯度单一和复合胁迫下对玉米种子萌发和幼苗生长的影响。

结果表明：低浓度的Cd2+（0.5 mg/L）和Pb2+（10 mg/L）单一处理及其复合处理对玉米种子发芽率、发芽指数及对幼苗的芽长、根长、根数和根突起等具有一定的促进作用；高浓度的Cd2+ 、Pb2+单一及复合处理对种子萌发和幼苗生长具有抑制作用，且随着处理浓度的增加其抑制作用逐渐增强。

高浓度Pb2+（200 mg/L）、Cd2+（100 mg/L）对玉米根长和芽长抑制率的影响最大，芽伸长抑制率与根伸长抑制率最高分别可达到58.86%和79.81%，表明重金属胁迫对根的抑制作用比芽大。

在不同胁迫处理中，对玉米种子萌发指标影响最大的是镉铅复合处理，其次是镉处理，最小的是铅处理，表明镉铅复合污染对玉米种子萌发的影响表现形式为协同作用。

关键词重金属胁迫；镉；铅；玉米；种子萌发；幼苗生长中图分类号文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）24-0021-02镉、铅是环境污染中2种重要的污染源[1]，其抑制作物生长发育，影响农产品安全[2]。

近年来，国内外大量文献报告了镉、铅对作物产生毒害作用，但大部分集中在镉或铅单一胁迫对作物的毒害，而对镉、铅复合胁迫研究较少[3]。

为此，该试验通过研究镉、铅单一胁迫及其复合胁迫对玉米种子发芽和幼苗生长的影响，旨在了解镉、铅对玉米种子的毒性效应，为作物的重金属毒害机理提供科学依据。

1 材料与方法1.1 试验材料供试材料为从种子市场购买的特选糯玉米种子。

1.2 试验设计试验设Cd2+、Pb2+及其复合形式多个浓度梯度，分别为Cd2+ 0.5、5.0、15.0、50.0、100.0 mg/L，Pb2+ 10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 mg/L，Cd2++Pb2+ 0.5+10.0、5.0+20.0、15.0+50.0、50.0+100.0、100.0+200.0 mg/L。

农业环境科学学报2010,29(2):211-215Journal of Agro-Environment Science摘要：采用水培方法，在玉米幼苗进入三叶期后向培养液中加入不同浓度氯化镉（0、10-6、10-5、10-4mol ·L -1），胁迫不同时间（5、10、15d ）后对幼苗进行各项指标检测。

结果表明，低浓度（10-6mol ·L -1）及中浓度（10-5mol ·L -1）镉胁迫对幼苗生长均有较强刺激作用，而中浓度胁迫对地上部分作用更明显；低浓度镉胁迫对根部及叶片抗氧化酶（SOD 、POD 、CAT 及ASA －POD ）活性影响较小，只是根部POD 、ASA －POD 活性明显升高，而中浓度胁迫对除SOD 外其他抗氧化酶活性均有显著促进作用；MDA 含量均未有显著升高，可见根部及叶片未受到氧化损伤；两种浓度胁迫下，Fv ′/Fm ′虽下降，净光合速率有所升高。

高浓度镉（10-4mol ·L -1）胁迫下幼苗生长几乎停止；根部SOD 及CAT 活性升高，而POD 和ASA －POD 被明显抑制，叶片中CAT 、POD 及ASA －POD 活性显著升高；根部受到显著氧化损伤；各项光合参数（Fv /Fm 、Fv ′/Fm ′和净光合速率）均显著降低。

关键词：镉；玉米；抗氧化酶；丙二醛；叶绿素荧光参数中图分类号：Q945.78文献标志码：A文章编号：1672-2043(2010)02-0211-05镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响黄辉，李升，郭娇丽（天津师范大学化学与生命科学学院生物系，天津300387）The Influence of Cadmium （Cd 2＋）to the Antioxidant System and Photosynthesis of Seedling of Zea mays L.HUANG Hui,LI Sheng,GUO Jiao-li（Department of Biology,College of Chemistry and Life Sciences,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China ）Abstract ：The influence of Cd 2+to the antioxidant system and photosynthesis of maize （Zea mays L.）was studied systematically.Seedlings were cultivated in Hoagland liquid medium ，and in the three -leave -period were treated with different concentrations of CdCl 2（0，10-6，10-5，10-4mol ·L -1）.After 5，10and 15days of stress ，physiological parameters of seedlings were measured.In the stress of low （10-6mol ·L -1）and middle （10-5mol ·L -1）concentration,the growth of seedlings was promoted obviously whereas that of parts above the earth more notably in the stress of 10-5mol ·L -1;In the stress of 10-6mol ·L -1,the activities of POD and ASA-POD in root increased and activities of other anti-oxidant enzymes changed little;However,the stress of middle concentration made activities of anti-oxidant enzymes increase obviously except SOD;The content of MDA was not high compared with control,which showed that seedlings were not hurt by oxidation;Fv ′/Fm ′de －creased and the net photosynthetic rate rose.In the concentration of 10-4mol ·L -1,the seedlings almost did not grow;The activities of SOD and CAT in root increased and those of POD and ASA-POD were inhibited seriously,and the activities of CAT,POD and ASA-POD in leave in －creased sharply;Root was hurt oxidately;Photosynthetic parameters （Fv /Fm ,Fv ′/Fm ′and net photosynthetic rate ）decreased notably.Keywords ：cadmium;Zea mays ;antioxidant enzyme;MDA;parameters of chlorophyll fluorescence收稿日期：2009－09－09基金项目：天津师范大学博士启动基金（5RL034）；国家自然科学基金（30570101）作者简介：黄辉（1976—），男，天津人，博士，副教授，主要从事植物生物化学和光合作用方面研究。

湖南农业大学学报(自然科学版)2023，49(5)：509–515．DOI：10.13331/ki.jhau.2023.05.002Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)引用格式：吴月莹，邓思情，刘松芹，罗红兵，易镇邪，邓敏．镉胁迫对不同品种玉米幼苗生长及生理特性的影响[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2023，49(5)：509–515．WU Y Y，DENG S Q，LIU S Q，LUO H B，YI Z X，DENG M．Effects of cadmium stress on the growth and physiological characteristics of maize seedlings from different varieties[J]．Journal of Hunan AgriculturalUniversity(Natural Sciences)，2023，49(5)：509–515．投稿网址：镉胁迫对不同品种玉米幼苗生长及生理特性的影响吴月莹1,2，邓思情1,2，刘松芹1,2，罗红兵1,2，易镇邪1,2，邓敏1,2*(1.湖南农业大学农学院，湖南长沙410128；2.湖南省玉米工程技术研究中心，湖南长沙410128)摘要：为探究不同品种玉米苗期对镉胁迫的响应差异，筛选出耐镉性较强的品种，选用4个玉米杂交种(京农科728、郑单958、正大999、豫单9953)，通过水培的方法进行镉胁迫(6 mg/L CdCl2·2.5H2O)处理，在镉胁迫3、6、9、12 d后对4个玉米品种苗期的生长指标和生理指标进行检测分析，并采用主成分分析和隶属函数法进行耐镉性综合评价。

结果表明：镉胁迫后4个品种幼苗的根长、株高、地上部干质量、地上部鲜质量、地下部干质量、地下部鲜质量和总叶绿素含量整体低于对照(蒸馏水处理)，豫单9953在整个胁迫过程中叶片和根部的POD 活性以及MDA含量高于对照组；镉胁迫下，与其他品种相比，豫单9953的株高、根长和干质量下降幅度较大，但其鲜质量受影响较小，且其叶片MDA含量增加幅度小，POD活性强。

镉对玉米幼苗生长的影响作者：刘丽珍戎婷婷高昆来源：《农业与技术》2016年第03期摘要：镉是污染土壤最普遍的元素之一，具有很强的生物迁移性，镉污染已经潜在的威胁着生态系统和人体健康。

本课题以玉米幼苗为供试材料，采用盆栽培养，研究重金属镉对植物生长发育过程中的生物量以及抗氧化性酶活性的影响。

主要研究结果包括：随着镉含量增高，种子发芽率降低，幼苗生长受到抑制，生物量显著降低，主要表现为株高下降，根系和地上部的鲜重、干重也显著下降，说明随着镉浓度升高，对幼苗的伤害程度逐渐加深；在镉胁迫下，幼苗抗氧化酶系统（SOD、POD、CAT）的活性变化不相同，随着镉浓度的增高，过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性呈现先上升后下降的趋势，而过氧化物酶（POD）的活性却呈现出逐渐增高的趋势。

关键词：镉；玉米幼苗；萌发生长；抗氧化系统中图分类号：S513 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.201602260011 文献综述镉（Cd）是人体非必需元素，在自然界中含量很少，在地壳中的分布也很低。

正常环境状态下，不会影响人体健康。

但自20世纪初，镉被人类发现以来，镉的产量逐年增长，随之有相当数量的镉被排入环境而对大自然造成污染[1-2]。

低浓度的镉可以使植物生长速度加快，刺激植物生长[3]，而在高浓度胁迫下，植物的生长受到抑制甚至会死亡[4]。

玉米幼苗受镉胁迫，幼苗矮小、叶片发黄、卷曲，地上部生物量显著降低，而镉对根部的抑制作用最为明显，使根部发黑、卷曲，侧根数目减少，根长减短甚至使根部不再生长。

镉胁迫伤害了植物的根系，导致植物无法进行正常的光合作用和蒸腾作用等，从而抑制了植物的生长发育[5]。

本研究以玉米幼苗为供试材料，采用盆栽培养，研究重金属镉在植物生长发育过程中对其各生长指标的影响，深入探究讨论污染物镉对玉米的危害，从而在玉米的农业生产以及与玉米有关的食物保健方面提供一定的理论依据。

88CROP RESEARCH2017,31(1)镉对玉米的毒害效应及调控措施研究进展孙姣辉，陈婷婷,滕振宁，张同科,贺晟阳，罗红兵*(湖南农业大学农学院，长沙4l〇lM)摘要:镉是一种生物毒性很强的非必需元素,且易于被吸收。

镉通过在玉米内富集进人食物链，危及人类健康。

综述了土壤中镉污染来源、对玉米生长及生理生化特性的影响,及玉米对镉的吸收积累与分配等研究情况，讨论 了降低其毒性的调控技术。

关键词:铺;吸收;积累;毒害;玉米中图分类号:S513;X173 文献标识码:A文章编号= 1001-5280(2017)01 ~0088~05 DOI ：10. 16848/j. cnki. issn. 1001-5280. 2017. 01. 23Research Progress about the Toxic Effect of Cadmiumon Maize and Regulation MeasuresSUN Jiaohui,CHEN Tingting,TENG Zhengning,ZHANG Tongke,HE Shengyang,LUO Hongbin1 (College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128 , China)Abstract ： Cadmium is a non essential element but high biotoxicity, and is easy to be absorbed. Cadmium enter into food chain through enriched in corn, thereby endanger to human and animal health. This paper summarizes the Cd pollution sources in the soil,the effects of Cd on the growth and physiological and biochemical characteristics of maize,the absorp­tion, accumulation and distribution of Cd in maize. The measures to regulate Cd poisonous effect were discussed.Keywords ： Cadmium ； absorption ； accumulation ； toxic ； maize随着工农业的迅速发展，全球环境中重金属含 量急剧上升[1]，重金属引起的土壤肥力退化、农作 物产量降低和品质下降，严重影响环境质量和经济 的可持续发展[2]。