水杨酸对镉胁迫下一年生黑麦草的生长生理影响(2)
一年生黑麦草对重金属耐性强[5]，并且被认为是锌和镉的高积累植物，具有一定植物修复功能。一年生黑麦草作为重金属污染土壤的修复植物，已对其开展了多方面的研究，包括一年生黑麦草对金属胁迫的积累与响应，以及不同农艺措施对一年生黑麦草修复效果的影响等。同时一年生黑麦草是一种很有潜力的生物能源材料，利用LMAA预处理，SSCF工艺，一年生黑麦草的生物乙醇转化效率达84.6%[6]。与甘蔗渣、 麦秆、 柳枝稷等生物能源材料相比，一年生黑麦草的木质素含量较低，但是一年生黑麦草的纤文素和半纤文素含量与它们相比却有着极大的相似性。另外，一年生黑麦草纤文构成适合于酒精的转化，所以具有较大的研究和开发价值[7]。
水杨酸对植物有着许多重要的生理功能，是植物体内广泛存在的内源信号分子之一。其生理功能主要表现在植物的抗病、抗低温、抗旱、抗盐、抗紫外线和抗重金属等抗逆性方面[8，9]。并且外施水杨酸有助于减轻重金属对植物毒害，加强植物的抗性。有研究表明，外源水杨酸在存在镉胁迫的情况下，不仅能够缓解镉的毒害，并且能够提高大白菜的营养质量，因此外源水杨酸可用于缓解镉严重污染的土壤对大白菜的毒害作用[10]。此外，还有研究表明水杨酸、脱落酸和过氧化氢这3种物质能够影响镉胁迫下小麦幼苗的光合作用及抗氧化酶活性，并且实验结果证明里了3种物质都可以提高小麦根和叶片中POD和SOD的活性，并提高叶片中CAT的活性，降低MDA含量，这表明了3种外源添加物质都能够加强小麦对镉的抗性，并且其中过氧化氢的预处理的效果最显著[11]。
目前，有许多关于黑麦草耐镉毒害的机制以及提高黑麦草对镉的耐受性的研究。有研究表明，不同品种的多年生黑麦草对镉的耐受性不尽相同，低浓度的镉甚至可以促进部分黑麦草的生长，不过多年生黑麦草对镉的耐受也是有限的，超过一定浓度的镉毒害就能造成损伤[12]。对于提高黑麦草对镉耐受性的研究，有研究表明，施氮肥有助于提高黑麦草的生理防御能力。在一定的施氮肥措施下，黑麦草能够对镉产生较高的耐受防御能力[13]。而对于水杨酸与镉毒害之间的关系，有研究表明，水杨酸对镉有一定的抗性。外源施加水杨酸，能够提高玉米幼苗对于镉的耐受程度，一定程度上缓解镉对玉米幼苗的毒害[14]。另外，对于黑麦草的水培实验，有研究表明，外源施加一氧化氮和水杨酸同时作用，能够提高黑麦草对于多种常见的重金属的耐受性，这其中包括铜、铅以及镉等重金属[15]。而对于黑麦草的土培实验，有研究表明，外源喷施一定浓度的水杨酸，能够缓解黑麦草的镉毒害作[16]。综上所述，鉴于前人已经有了一定的实验基础，提供了一定的借鉴与参考，让探究水杨酸对一年生黑麦草的镉毒害缓解作用有很强的可行性。
本次实验主要是利用两种一年生黑麦草品种：牧瑶与Prine作为实验的对象，进行镉处理胁迫，并且通过外源加入水杨酸处理来探究水杨酸对于镉毒害的缓解作用，探究水杨酸对镉胁迫下一年生黑麦草生理特性的影响。本次实验主要通过两个部分进行，分别是种子萌发实验，一年生黑麦草水培实验。种子萌发实验和一年生黑麦草水培实验是通过根施的方法外源加入水杨酸。具体的实验过程以及实验结果将在后面的内容里进行详细的说明。
1 材料与方法
1．1 实验材料
供试的一年生黑麦草（Lolium multiflorum Lam）品种为牧瑶（MuYao）和一年生黑麦草（Prine）,牧瑶和Prine均为四倍体黑麦草品种，牧瑶为实验室保存品种，Prine为南京农业大学草业学院沈益新教授惠赠。