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电镀过程中含Ni废物的大量排放及农药的过量施加,造成了农田土壤Ni污染,进而对农作物产生危害,例如抑制种子的萌发、影响叶片的光合作用等。人类通过食物链传递摄入过多的Ni,会出现皮肤湿疹、过敏等症状,甚至患癌。因此农田土壤Ni污染生态风险评估受到了广泛关注。本论文选择宁麦1 6(Triticum aestivum L.)作为研究对象,通过土培实验,系统研究了 Ni在小麦中的迁移、积累规律,从个体水平到分子水平探究了小麦对Ni暴露的毒性响应及其毒性作用机制。论文研究结果将为农田土壤重金属Ni生态风险评估方法体系的构建和安全阈值的制定提供数据支持。主要结论如下:(1)在低浓度Ni添加时,Ni对小麦的生长起促进作用,具有明显的诱导效应,但随着土壤Ni浓度的升高,小麦植株株高(根长、茎叶长)逐渐受到抑制,鲜重也逐渐减小。整体而言,小麦根部比茎叶部对Ni更敏感。进而采集全国8种土壤对敏感指标根伸长进行验证,研究发现随着土壤Ni含量的增加,不同土壤中小麦根部的生长均受到不同程度的抑制,根伸长逐渐减少,说明小麦根伸长指标可以较好地指示土壤中的Ni污染。8种土壤中小麦根长对Ni胁迫的敏感性排序依次为:安徽黄棕壤土>广东红壤土>四川泥沙土>湖南水稻土>山西栗钙土>浙江水稻土>宁夏高钙土>北京褐土。(2)小麦Ni的迁移系数(根部-茎叶部)远小于1.0,且随着土壤Ni浓度的增加持续下降,表明Ni较难从小麦根部迁移到茎叶部。随着Ni含量的升高,小麦总叶绿素含量表现出先升高后下降的趋势。在高浓度Ni作用下,小麦根系活力被显著抑制(P<0.05),且随着培养时间的增加逐渐下降;小麦MDA含量和可溶性糖含量均显著升高(P<0.05)。此外,当Ni浓度大于400 mg/kg时,小麦脯氨酸含量明显增加(P<0.05),并且脯氨酸在根部的积累量大于茎叶部,说明小麦根部的脯氨酸对重金属Ni更敏感。将HNO3和EDTA中提取态Ni含量与小麦生理生化指标作相关性分析,发现其具有良好的相关性,其中土壤pH值是影响有效态Ni含量的主要因子。(3)采用qPCR技术分析小麦GST和APX相关基因的表达,发现小麦GST基因的表达在高浓度Ni(Ni-1200)添加下显著上调(P<0.05)。该基因表达量的增加可能与小麦自身对重金属Ni的抗性有关。小麦茎叶部GST基因表达与GST酶活性呈正相关关系,相关系数为0.909(P<0.01)。高浓度Ni抑制了小麦APX基因的表达,与其对应的APX酶活性呈现出先升高后逐渐降低的规律。