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本研究选取广州市常见的8个苋菜品种:白梗尖叶、花红苋菜种、白骨小圆叶油、正泰圆叶、全红、柳叶、红柳叶、花红圆叶,通过水培盆栽的方法,分别研究了在缺Ca、缺Fe以及缺Zn处理条件下,8个品种对金属营养元素以及Cd的累积特征。选取Cd高累积品种“花红苋菜种”和Cd低累积品种“白梗尖叶”测定根部铁转运蛋白基因IRT1表达量,并阐述了缺Ca/Fe/Zn处理下铁转运蛋白IRT1表达与苋菜对Cd及金属营养元素吸收的关系。结果发现:(1)缺Ca和缺Fe处理下,8个品种的生物量均明显降低。其中,“白梗尖叶”品种对于缺Ca和缺Fe处理表现出较差的耐性,茎叶生物量较对照下降分别高达79.86和85.55%,根生物量分别降低63.11和68.91%。缺Zn处理下,正常种植生物量较大的品种生长受到抑制,而促进生物量较小的品种生长。其中,生物量较大的“白梗尖叶”品种受到缺Zn的影响生物量较对照降低了35.07%,而生物量较小的品种“柳叶苋菜”生物量增加31.67%。(2)缺Ca和缺Fe处理下,8个品种茎叶中Cd的含量均显著增加(p<0.05)。在缺Ca处理中,各品种茎叶Cd含量分别为对照组的1.12~2.70倍,而根Cd含量分别为对照组的1.15~4.12倍;在缺Fe处理中,茎叶Cd含量分别提高了0.28~2.40倍,根部提高了0.36~2.65倍。在缺Zn处理中,不同品种茎叶Cd的含量表现出不同的变化趋势,在Cd低累积品种中表现出促进,而在Cd高累积品种中抑制。(3)缺Ca和缺Fe处理下,8个品种茎叶主要金属营养元素的累积显著增加(p<0.05)。在缺Zn处理中,不同品种茎叶各金属营养元素与对照相比其变化趋势存在差异。此外,所有处理下的茎叶Cd与多种金属营养元素存在显著或者极显著正相关关系,而根部并没有发现类似规律。(4)缺Fe和缺Zn处理下,2个品种根部Fe转运蛋白基因IRT1的表达量显著增加,尤其是在Cd低累积品种“白梗尖叶”中更为明显,分别是对照的8.53和4.28倍,而“花红苋”在2个处理组中根部IRT1的表达量也分别达到对照组1.41和1.20倍。缺Ca处理中,2个品种根部IRT1的表达量受到显著抑制(p<0.05)。