基于相关分析和主成分分析的紫花苜蓿抗镉胁迫研究

• 作者: 王天楚 段士鑫 吴怀欣 刘长风 贾春云
• 来源期刊: 南方农业学报
• 关键词: 镉(Cd)胁迫 紫花苜蓿 生理指标 相关分析 主成分分析
• 年，卷（期）: 2024,（10）
• 所属期刊栏目: 生理生化·土壤肥料·农业生态环境
• 页码范围: 63-72
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【目的】探究紫花苜蓿种子在镉（Cd）胁迫下幼苗生理生化指标的变化，筛选出典型指标因子，为植物修复土壤中的Cd污染提供理论依据。【方法】紫花苜蓿种子经不同Cd浓度（0、1、5、10、15、30和50 mg/L）胁迫处理后培养生长，对其幼苗生理指标进行测定；并采用相关分析和主成分分析法对各个指标进行分析，评价Cd胁迫对紫花苜蓿生理状况的影响。【结果】随Cd浓度的增加，紫花苜蓿根细胞活力及子叶的叶绿素和可溶性蛋白含量逐渐减少，子叶的丙二醛（MDA）、羟自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2-·）含量逐渐增加，幼苗中Cd含量及子叶的脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢（H2O2）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和过氧化氢酶（CAT）活性呈先增后减的变化趋势；当Cd浓度为1 mg/L时，SOD活性达最大值320 U/（g·min）；当Cd浓度为5 mg/L时，可溶性糖含量达最大值11.276μg/g；当Cd浓度为10 mg/L时，脯氨酸含量和CAT活性达最大值，分别为80.147μg/g和77 U/（g·min）;H2O2含量、POD活性和Cd含量在Cd浓度为30 mg/L时达峰值，分别为15.75μmol/g、1412 U/（g·min）和2.135 mg/g。相关分析结果显示，Cd浓度与紫花苜蓿子叶中的·OH、O2-·和MDA含量及整株幼苗中Cd含量呈极显著正相关（P<0.01，下同），与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖含量及CAT活性和根细胞活力呈极显著负相关。主成分分析结果显示，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）累积贡献率为87.50%，根细胞活力在PC1中载荷最高，可溶性糖含量在PC2中载荷最高。【结论】紫花苜蓿对外环境中的Cd有一定富集作用，可考虑将其用作修复Cd污染地区土壤的植物之一，且根细胞活力和可溶性糖含量可作为评价Cd胁迫对紫花苜蓿影响的重要指标。