增施铁对镉胁迫下柳树生长及光合生理性能的改善

【目的】了解Cd胁迫及增施Fe对不同柳树生长及光合生理的影响,探讨增施Fe对降低柳树Cd毒害和提高Cd耐性以及对柳树Cd修复的Fe调控作用。【方法】以旱柳‘Levante’和蒿柳无性系79026及790260为材料,利用1/2 Hoagland营养液(含25 μmol/L EDTA-Na₂Fe)培养法,以不同Cd浓度(0、10、50、100 μmol/L)(不增施Fe)和上述Cd浓度下增施Fe(25 μmol/L)两组处理,培养42 d后测定不同柳树生长量(苗高和地径)、干物质量(根、茎、叶)、光合作用指标(叶绿素a、b含量、叶绿素a/b、净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度)和Cd、Fe含量(根、茎、叶)。【结果】①随着Cd浓度增大,3个无性系/品种生长量、干物质量、叶绿素a、b含量、净光合速率、气孔导度和Fe含量(茎、叶)减少,叶绿素a/b、胞间CO₂浓度、Cd含量(根、茎、叶)增大,但根Fe含量在低中浓度Cd(10、50 μmol/L)时逐渐增大,在高浓度Cd(100 μmol/L)时减少。在相同Cd浓度胁迫下,3个无性系/品种Cd和Fe含量大小为根﹥叶﹥茎,旱柳根Cd含量大于蒿柳,但叶Cd含量小于蒿柳。②与低浓度Cd时增施Fe相比,在中高浓度Cd时增施Fe后,3个无性系/品种叶绿素a、b含量、旱柳‘Levante’和蒿柳79026生长量和干物质量(旱柳‘Levante’茎除外)、旱柳‘Levante’叶绿素a/b和叶片净光合速率均显著减小,而3个无性系/品种Cd含量增大,Fe含量减少。在高浓度Cd时增施Fe后旱柳‘Levante’和蒿柳790260叶Cd含量均小于中浓度Cd时增施Fe的,且旱柳Cd含量(根、茎、叶)和Fe含量(叶)均小于蒿柳。③增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长和干物质量、叶绿素a、b含量、气孔导度及胞间CO₂浓度,特别是在高浓度Cd时增施Fe后降低了3个无性系/品种根和叶Cd含量,增加了茎Cd含量,旱柳Cd含量(根、茎和叶)均小于蒿柳。【结论】Cd胁迫抑制了柳树生长和干物质积累以及叶绿素合成、光合作用,在中、高浓度Cd胁迫时,对旱柳生长和干物质量积累的抑制作用大于蒿柳; 柳树根的Cd和Fe积累能力大于茎和叶,蒿柳Cd积累能力大于旱柳。增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长量和干物质量以及叶绿素含量,不同程度地增加了Cd含量和Fe含量,一定程度上缓解了Cd胁迫对柳树光合作用的影响,且对旱柳的影响作用大于蒿柳,这证实了Cd胁迫下增施Fe改善Cd胁迫下柳树对生长和生理的适应性。