随着电镀、有机农药的应用、污水灌溉等一系列人为活动,使得镉长期在土壤中残留,为动植物的生存带来了严重威胁。人类对重金属污染环境的治理采取了多种修复方法,其中植物修复是研究的一个热点,通过植物对重金属的提取、固定、降解和挥发性作用,减少或去除土壤中的重金属含量,不仅成本低,还不会对环境造成二次污染,是公认的绿色修复技术。本文以韭菜和凤仙花为实验材料,通过水培以及土培方法,研究不同浓度镉胁迫下对其种子萌发、幼苗期的生理特性、成年植株结构的影响、接种AM真菌下成年植株的生理抗性和镉富集规律,以期挖掘出具有修复潜力的植物。主要的研究内容和结果如下:(1)镉胁迫对韭菜和凤仙花种子萌发具有低促高抑的现象,发芽指数和活力指数在高浓度镉胁迫时下降,且与对照差异显著(P<0.05)。两者的根长和苗长随着镉浓度的增加而变短,300 mg·kg-1镉胁迫下,两者根长分别比对照分别降低了70.33%、97.03%,苗长分别降低了66.33%、65.58%,表明镉对根的抑制作用大于苗的。(2)接种AM真菌后,两种植物对不同浓度镉胁迫的生理响应程度不同。两种植物SOD活性均先升后降再升,均在300 mg·kg-1胁迫下达到最大,凤仙花POD活性先升后降再升,在300 mg·kg-1达到最大,韭菜POD活性先升后降,在250 mg·kg-1达到最大,凤仙花CAT活性先降后升,韭菜CAT活性先升后降,二者均在300 mg·kg-1达到最大值,且接菌处理比无菌抗氧化酶活性高,高浓度镉胁迫下,接种AM真菌降低了MDA、脯氨酸的含量;两种植物AM真菌处理比无菌处理根长和苗长长,说明AM真菌提高了抗氧化酶活性,降低膜脂过氧化,增强了植物对镉的耐受性,减轻了镉对植物的毒害作用。(3)300 mg·kg-1镉胁迫下,两种植物富集镉的能力有差异,凤仙花镉含量的分配为:根>茎>叶,韭菜镉含量为地下部分>地上部分,凤仙花地下部分镉含量低于韭菜的,而地上部分镉含量高于韭菜的,二者的转运系数分别为0.34、0.2,凤仙花富集系数在250 mg·kg-1达到最高为0.44,均<1,均没有达到超富集植物的标准。土壤镉浓度与凤仙花镉浓度具有显著地相关性,二者均随着镉胁迫浓度的增强而增加。高浓度镉胁迫显著降低了两种植物的单株生物量。AM真菌增加了凤仙花地下部分镉含量,减少了地上部分镉含量,总体上减少了镉累积量。(4)低浓度(50 mg·kg-1)和高浓度(300 mg·kg-1)镉胁迫下,凤仙花根在亚细胞水平上的镉分配均呈细胞液>细胞壁>细胞器的规律。50 mg·kg-1镉胁迫下,细胞液、细胞壁、细胞器镉含量分别占总量的45%、16.8%、6.6%,300mg·kg-1镉胁迫时,细胞液、细胞壁、细胞器分别占总量的25.87%、4.9%、2.9%,说明高浓度镉胁迫下,虽然亚细胞镉总量提高,但由于细胞受损严重,各亚细胞组分对镉的吸收能力降低。(5)高镉胁迫破坏凤仙花的导管结构,在横切面上表现为,导管破裂,不能形成完整的封闭结构,纤维组织排列紊乱,皱缩;在纵向上表现为导管皱缩,螺距增大,结构松散凌乱,推测可能与镉破坏壁物质的结构和影响微管的排列有关。