【摘 要】
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我国每年因为镉污染而废弃的耕地有140万hm~2,镉作为最具有毒性的重金属之一,不仅能够污染环境,而且可以通过食物链进入人体危害健康。因此,镉污染土壤的生物修复具有重要的意义。甜高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）别称糖高粱、甜秆等,是禾本科高粱属粒用高粱的变种,起源于干旱、炎热、土壤贫瘠的非洲大陆,属C4植物,CO2光补偿点低、饱和点高,具有在强光和高温下光合效率高的特点。
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我国每年因为镉污染而废弃的耕地有140万hm~2,镉作为最具有毒性的重金属之一,不仅能够污染环境,而且可以通过食物链进入人体危害健康。因此,镉污染土壤的生物修复具有重要的意义。甜高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）别称糖高粱、甜秆等,是禾本科高粱属粒用高粱的变种,起源于干旱、炎热、土壤贫瘠的非洲大陆,属C4植物,CO2光补偿点低、饱和点高,具有在强光和高温下光合效率高的特点。是全世界广泛栽培的作物品种,抗旱、耐捞、耐盐碱、生物质资源丰富,并且是太阳能转换效率最高的作物之一,水分利用效率最高的作物之一,是一种理想的生物能源作物。将甜高粱用于镉污染地区的生物修复,不仅能够缓解能源危机,而且可以转移土壤中的镉到植物中,避免了对人体的伤害。因此,筛选强耐受性和高转运能力的甜高粱品系具有重要的现实意义。本研究以四个甜高粱品系KFJT-CK、KFJT-1、KFJT-3和KFJT-4为研究材料,应用数学隶属函数模型,得出四个甜高粱品系对镉抗性由大到小依次是:KFJT-3（0.474）>KFJT-1（0.458）>KFJT-CK（0.456）>KFJT-4（0.414）。随着镉离子浓度的增加,甜高粱种子发芽率、发芽势、胚芽长和胚根长均下降。在50mg/kg镉处理下各指标下降达到极显著水平。形态学特征表明镉能使叶片发生萎黄,由低节间向高节间逐渐减弱。在50mg/kg镉处理下KFJT-3较其它品系具有最大的生物量。叶片电导率、可溶性蛋白、和脯氨酸分别升高了22.06%、32.0%和30.7%。KFJT-3气孔密度下降23.6%,表现出了强的适应性。四个甜高粱品系根中的镉浓度最高,茎和叶中的较低,镉浓度从低节间到高节间逐级递减。四个甜高粱品系中镉的富集系数分别是KFJT-CK（1.67）、KFJT-1（1.33）、KFJT-3（2.92）和KFJT-4（2.54）,转运系数分别是KFJT-CK（0.32）、KFJT-1（0.49）、KFJT-3（1.01）和KFJT-4（0.57）。RT-PCR验证了四个甜高粱品系吸收、积累及转运相关基因的表达。在KFJT-CK中,Sb Nramp3、Sb Nramp1和Sbzip6表达量分别是对照组的1.31、9.45和0.23倍。在KFJT-1中Sb Nramp3、Sb Nramp1和Sbzip6表达量分别是对照组的2.56、10.70和0.33倍。在KFJT-3的处理组中,Sb Nramp3、Sb Nramp1和Sbzip6表达量分别是对照组的3.29、1.36和0.63倍。在KFJT-4的处理组中,Sb Nramp3、Sb Nramp1和Sbzip6表达量均下降0.29、0.59和0.57倍。最终,通过生理水平、细胞和分子水平确定KFJT-3为镉耐受性,高转运能力的甜高粱品系,为生物修复奠定理论基础。
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