近年来,我国工矿等行业造成土壤的重金属镉(Cd)污染问题日趋严重。甘蓝是中国重要的蔬菜之一,因而其生长发育和品质的好坏备受关注。本研究以2个耐Cd性不同的甘蓝品种(绿丰-Cd敏感性、牛心-Cd耐性)为材料,通过水培实验,研究了不同Cd浓度(0、10、50、100 μmoL·L-1)处理下,甘蓝的生长、Cd的吸收和积累、耐Cd性及其基因型差异,并且探究了50 μmoL·L-1氯化血红素(hemin)对甘蓝Cd毒害的缓解机制。主要研究结果如下:Cd胁迫下,甘蓝生长显著受抑制,其中,绿丰的受抑程度明显高于牛心;Cd主要分布在甘蓝的根系中,且绿丰地上部的Cd含量明显高于牛心;甘蓝根系细胞结构明显变形,细胞膜明显受到损伤,细胞质变疏,液泡增多,并且随着Cd浓度的增加,损伤程度不断加重,直至几乎完全破损。Cd胁迫下,甘蓝根系细胞壁中的果胶、半纤维素Ⅰ、半纤维素Ⅱ及纤维素含量明显升高,且绿丰的升幅大于牛心;其各组分的糖醛酸含量也有所增加,其中,果胶、半纤维素Ⅰ及纤维素达显著水平,且牛心中糖醛酸含量均高于绿丰;在低浓度的Cd处理下,Cd主要结合在甘蓝根系细胞壁的半纤维素Ⅰ中,而在高浓度的Cd处理时,Cd除了结合在半纤维素Ⅰ中,还大量结合在果胶和纤维素,且品种间存在显著差异。Hemin对Cd胁迫下甘蓝生长的影响。结果表明:在萌发期实验中,与对照相比,单独Cd处理下,甘蓝种子的发芽率、发芽势未受显著影响,其萌发期幼苗的下胚轴及胚根的生长明显受抑;hemin的同时处理显著缓解了 Cd对甘蓝萌发期幼苗生长的抑制作用。Cd胁迫使得甘蓝萌发期幼苗的ROS水平上升,MDA含量增加,抗氧化系统紊乱,造成氧化损伤;同时添加hemin后,甘蓝萌发期幼苗的抗氧化酶水平呈不同程度的降低或升高,使得抗氧化系统的稳态趋向于对照水平,显著降低了 ROS水平,进而降低了其MDA含量,减轻了 Cd引起的甘蓝萌发期幼苗的氧化损伤。为了进一步研究hemin对Cd胁迫下甘蓝幼苗抗氧化酶的影响,利用实时荧光定量PCR技术分析抗氧化酶基因的转录水平变化。结果表明:hemin在转录水平上能够调节抗氧化酶基因的表达,协同同工酶之间的作用,保证不同抗氧化酶基因的正常表达,以提高其总活性,增强抗氧化能力,减轻Cd诱导的氧化胁迫。在苗期实验中,与单独Cd处理组相比,hemin的同时处理明显缓解了甘蓝的生长,且趋向于对照水平。这是由于hemin降低了 Cd胁迫下甘蓝地上部及根系中的Cd含量。与此同时,hemin还能通过提高甘蓝体内的巯基含量、螯合肽、总氨基酸、有机酸及抗氧化剂含量来减轻Cd的毒害。综上所述,Cd主要分布在根系,以减轻其对植株的毒害,并且在耐Cd性品种表现更为明显。而甘蓝根系对重金属的固定作用主要是通过细胞壁的结构与功能来实现的。表明了牛心对Cd的耐受性,同时也说明了细胞壁对重金属离子的区域化作用是甘蓝重要的一种解毒机制。Hemin能有效缓解Cd对甘蓝的毒害作用。