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表油菜素内酯对镉胁迫下黄瓜生长生理的调控效应

中图分类号：S642.201文献标志码：A文章编号：1002-1302（2025）11-0127-06

镉（Cd）是一种非必需元素，会对植物产生不利的生理影响；它易于在土壤和植物中积累，一旦进入植物体内，镉往往会从根部快速转移到地上部分[1]，对植物造成严重影响，包括生长速度变慢、光合作用受阻，甚至导致细胞死亡等生理问题[2]。随着工业化进程的加快，工业废水和废渣中所含的镉污染日益严重。另外，在生产过程中，农药和肥料中也会存在镉的残留量，尤其是纯度不高的产品，更易引起镉的累积；这些化肥和农药的使用，也会进一步加剧土壤中镉的累积[3]。城市近郊的蔬菜种植地通常接近工业废水和废渣处理区，这导致了蔬菜中镉等重金属超标的风险增加，可能对它们的正常生长和发育造成严重影响[4]

油菜素内酯（brassinosteroid，BR）是一种在植物体内发现的活性高、采用极低浓度处理植物后可表现出显著的生理效果的第六大植物生长激素，在植物的正常生长发育和对生物、非生物胁迫适应过程中发挥积极作用5，能够减少重金属和放射性元素在植物中的累积，改善植物的生理代谢及生长发育，增强其耐性，进而提高作物品质和产量[6-7]。研究表明，BR在面对高盐[8-9]、干旱[10]、低氧[1]、高温[12]、低温[13]及病菌侵染[14-15]等多种逆境胁迫时，能有效减轻植物损伤的程度。表油菜素内酯（epibrassinolide，EBR）是一种合成的高活性植物生长调节剂，已经广泛应用于生产。EBR可以减轻逆境引起的氧化性损伤，增加植株的光合作用和生物量。前人研究表明，EBR信号与镉（Cd）存在交互作用，可调节植物对重金属的敏感性，EBR对多种植物在重金属胁迫下具有减缓作用[17]。但有关外源表油菜素内酯EBR与黄瓜在镉胁迫条件下耐性的研究却鲜有报道，本研究将黄瓜品种津优1号作为试验对象，研究EBR对镉胁迫下黄瓜生长生理的调控效应，揭示EBR在镉胁迫下的生理调控机制，以期为通过EBR缓解镉胁迫的农业应用奠定理论基础。

1材料与方法

1.1试验时间和地点

本试验于2024年4月在太原科技大学玻璃温室和植物生理实验室完成。

1.2试验材料

本研究采用黄瓜津优1号作为研究材料，其种子购自太原市种子公司；所用化学试剂均采用普通分析纯，购自上海生物工程有限公司。试验所用镉和表油菜素内酯分别以氯化镉（CdCl2?2.5H2O和2，4-表油菜素内酯（EBR）的形式加入。

1.3试验方法与处理

选取健康的黄瓜种子，在2%H2O2中浸泡30min后采用蒸馏水冲洗5次，在蒸馏水里在泡1h，然后在发芽盒中沙床发芽。发芽盒放在恒温箱中常规培养，每天光照10h，设置白天（25±2）C！晚上（20±2）C，湿度70%，培养至2叶1心期；选择生长状况一致的黄瓜幼苗移植入3L的桶内，桶内装有约2.5L的基本营养液，营养液的pH值为（6.1±0.1），并采用通气泵持续为营养液通气。在每个桶的桶盖上均匀地打出6个孔，其中，外围5个孔移栽入使用海绵轻柔包裹的黄瓜幼苗，每孔移栽3株长势均匀的黄瓜幼苗，中间孔用于充气。对黄瓜幼苗水培移植后缓苗培养第10天进行如下处理：（1）空白对照，基本营养液；（2）EBR，0.15μmol/LEBR;（3）Cd，50μmol/LCdCl2;（4）Cd+EBR，50μmol/LCdCl2+0.15μmol/LEBR;EBR于镉处理前24h添加，每组处理设置3次重复。处理10d后取样并对相关指标进行测定，所有数据使用DPS软件进行方差分析、利用LSD法进行多重比较。

1.4分析测定方法

1.4.1生长指标测定参照文献[18]中的方法对株高、根长等指标进行测定。生物量相关测定参考孙红艳等的方法[19]，取样并洗净黄瓜幼苗后，将表面水分用吸水纸吸干，使用电子天平准确称重即为鲜重;将幼苗置于烘干箱中，105°C下杀青0.5h，之后65°C烘干至恒重后称重即为干重。

1.4.2生理指标测定叶绿素含量采用Beligni等的方法[20]测定，准确称取新鲜叶片，采用10mL提取液（乙醇：丙酮：水=4.5：4.5：1.0025°C黑暗提取24h，过滤后用紫外分光光度计在663，645，470nm处比色测定其吸光度，分别计算叶绿素a、b和类胡萝卜素含量;利用LI-6400便携式光合测定仪测定黄瓜叶片光合参数。

多酚氧化酶（PPO）活性参照林植芳等的方法[21]进行测定。可溶性蛋白含量以Bradford提出的方法[22]进行测定，采用牛血清蛋白绘制标准曲线；可溶性糖含量用Ren等的方法[23]测定，采用蔗糖制做标准曲线；黄酮和总酚含量按