钒、钛、镉单一和联合胁迫对地钱生理生化的影响

以地钱(Marchantia polymorpha L.)为试材,采用喷洒金属溶液的方法,研究了0～20d内稀有金属钒(V)和钛(Ti)单一胁迫以及V、Ti、镉(Cd)联合胁迫方式下地钱对3种金属的富集能力和生理指标的影响,以期探究地钱对V、Ti单一胁迫以及V-Ti-Cd联合胁迫的耐受性及其响应机理。结果表明:V、Ti单独胁迫地钱时,地钱对V的富集程度为(808.00±26.46)μg·g~(-1)大于对Ti(766.67±62.31)μg·g~(-1)的富集,2种金属胁迫下地钱生理指标变化趋势相同,0～20d的胁迫时间内,可溶性蛋白质含量减少,可溶性糖含量增加,脯氨酸(Pro)含量减少,丙二醛(MDA)含量先增加后减少在12d时最高,超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高再降低再升高,过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性整体均增强,第20天时最强。V-Ti-Cd联合胁迫时,地钱对Cd的富集能力最强,达到(1 179.00±103.12)μg·g~(-1),而V、Ti的积累比单独胁迫时分别降低(243.00±27.87)μg·g~(-1)和(349.33±55.05)μg·g~(-1),联合胁迫对V、Ti的积累表现出拮抗作用。Pro含量增加到12d时最高后下降再升高,整体增加,而MDA含量增加,在第20天时含量最高,SOD活性增强以及CAT活性先增加后降低再升高,均在第20天达到最高,POD活性在第4天增加后降低并稳定。相比单独胁迫,短时间内复合胁迫对地钱产生的毒害作用更大。该结果为植物对多元金属复合胁迫的生理响应及耐受机制研究提供了一定的理论基础,也为富含钒钛磁铁矿地区的植被恢复提供新的途径。