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本研究选择受控试验培育青蒿为试验材料,通过水培处理及喷施处理,测定不同浓度镉刺激下,青蒿生物量积累,光合作用,次生代谢产物合成等指标,来探讨不同处理方式重金属镉对青蒿的生理生化影响。主要研究内容包括:1.利用人工胃肠液模拟消化运动,考察了广东连南县三排镇牛头岭村、吉林双辽市景岗村、贵州台江县台盘乡平水村的野外青蒿重金属在人工胃肠液溶出情况;2.通过测量喷施不同浓度镉对青蒿生物量积累、光合作用、青蒿素含量的影响,探索喷施镉处理对青蒿产生Hormesis效应浓度范围;3.测量营养液中不同浓度镉处理对青蒿抗氧化酶CAT, POD活性、生物量积累、光合作用、青蒿素含量的影响,探索营养液中镉处理对青蒿产生Hormesis效应现象。研究结果:1.将广东连南县三排镇牛头岭村、吉林双辽市景岗村、贵州台江县台盘乡平水村青蒿打粉后使用人工胃肠液模拟消化,使用电热板消解后,使用ICP-MS检测相关消化液可知,三个省药材中Cu的溶出率范围为67.07%-82.86%,Pb的溶出率范围为55.67-78.27%,As溶出范围在29.23-55.62%,Cd溶出率范围在59.32-85.42%,各省药材Hg溶出率均为0。2.喷施条件下镉对青蒿地上部分鲜重影响在处理短时间内未出现明显变化趋势,而处理到14d时20μ mol/l浓度组及100μ mol/l浓度组显著高于对照组,地下部分鲜重在处理14d时表现出相同趋势;青蒿根长在处理100μ mol/l时最长,显著大于对照组及其它处理组;叶片数在20μ mol/l处理组显著高于对照组,但与其它处理组未出现显著差异;其它生物量指标均未随浓度及处理时间发生明显变化。胁迫初期,叶绿素a、b含量变化不明显,当处理9d时对照组叶绿素a、b含量低于不同浓度镉处理组,与处理6d时相比,出现下降趋势,到14d时,叶绿素a、b含量又出现升高,20、60μ mol/l浓度组与对照组相差不大,但100μ mol/l显著低于对照组。由此可见,喷施镉处理短时间对叶绿素合成影响不大,并未出现明显的抑制作用,但随时间延长,高浓度对叶绿素合成产生的抑制作用逐渐显现。喷施镉处理在短时间内未影响植物生长,随时间延长,喷施处理提高了植物鲜重;低浓度镉处理下对青蒿荧光参数影响并不显著,随浓度升高,荧光参数出现先升高又降低的趋势;短时间对叶绿素合成影响不大,随时间延长,高浓度对叶绿素合成的抑制作用逐渐明显。青蒿素含量在20μ mol/l处理组随处理时间变化未出现明显差异,证明低浓度喷施镉对植物刺激作用并不明显,而60μ mol/l处理组随时间延长,青蒿素含量逐渐下降,证明当喷施镉浓度达到60μ mol/l时,对青蒿青蒿素合成过程出现了一定抑制作用;当处理浓度为100μmol/l时,青蒿素含量在处理6d时出现升高,随后处理时间延长,呈现逐渐下降趋势。3.处理8h,CAT活性随镉浓度升高出现先下降后上升的趋势,在100μ mol/l处理时达到最大值60.222U/(g.min);处理1d,20μmol/lCAT活性与对照组相比没有显著差异,其它浓度组均低于对照组;处理3d时,CAT活性分别于60μmol/l及100u mol/l先后出现两次波峰值,为32.265U/(g.min)与33.248U/(g.min);处理6d时,CAT活性在20μ mol/l浓度处出现降低为13.794U/(g.min),到100μmol/l处升高到54.085U/(g.min);处理12d时,CAT活性随镉浓度变化趋势并不明显。处理8h时,POD活性随处理浓度变化趋势较平稳,与对照组相比并未出现显著差异,处理1d时,POD活性在60μmol/l浓度处最高为413.187U/(g.min).处理16d时,20μmol/l处理组青蒿地上、地下部分鲜重与对照组相比,未出现显著性差异,其它处理组与对照组相比都低于对照组,高浓度处理组显著低于对照组,表明当处理时间达到384h时,青蒿地上、地下部分鲜重随镉浓度增加而降低,同时能看出镉对植物根部产生的影响更大;植株高度在高浓度60μ mol/l、80μmol/l100μmol/l、120μmol/l处理组显著低于对照组,低浓度20μ mol/l.40μmol/l处理组与对照组相比未出现显著差异;根部长度与植株高度有相同变化趋势,随着镉浓度增加,逐渐减小,20μmol/l.40μ mol/l组与对照组相比未出现显著差异;植株茎粗未表现出明显趋势;对照组叶片数均大于处理组,与60μmol/l.80μ mol/l、100μmol/l、120μ mol/l处理组出现显著差异。处理1d时,各处理组青蒿素含量出现显著差异,120μmol/l处理组显著高于其它处理组,60、40μmol/l处理组含量仅次于120μmol/l,显著高于0、20、80、100μ mol/l处理组,而这四组之间并未出现显著性差异;处理4d时,40μ mol/l处理组镉含量最高,但于对照组相比并未出现显著差异,120μ mol/l处理组青蒿素含量最低,并且显著低于其它各处理组及对照组;处理8d时,60μ mol/l处理组镉含量达到最高,与对照组相比并未出现显著差异,80μ mol/l处理组镉含量达到最低,显著低于其它各对照组及处理组,20、40、100、120μ mol/l处理组,青蒿素镉含量均低于对照组,但并未出现显著性差异;处理16d时,各处理组青蒿素含量均高于对照组与120μ mol/l处理组,40、60μmol/l处理组镉含量均显著高于对照组及其它处理组。结论:1.此结果表明,广东省连南县三排镇牛头岭村青蒿Pb和As出现超标,、吉林双辽市景岗村、贵州台江县台盘乡平水村重金属含量均在限量范围内,可以看出不同产地青蒿重金属含量不同。2.镉刺激下,青蒿中青蒿素的积累出现Hormesis效应。3.镉刺激下青蒿素积累的Hormesis效应在时间和浓度上具有交互作用。