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本研究从收集的棉花品种（系）中筛选高、低积累镉材料,并利用筛选所得镉高低积累棉花品种进行水培试验,比较研究不同镉富集能力棉花品种镉亚细胞分布以及非蛋白巯基（NPT）、谷胱甘肽（GSH）、植物螯合肽（PCs）、金属硫蛋白（MT）的含量差异,以深入剖析镉高、低积累品种在Cd积累上的差异及其生理机制。主要研究结果如下:1.在漂浮育苗条件下随Cd浓度升高,棉苗株高、鲜重、根系体积和干重均降低,降低幅度由高到低表现为株高>单株干重>根系体积>单株鲜重。棉苗镉含量随着镉胁迫浓度的增加而增加,Cd在根、茎和叶中的分配表现为根>茎>叶片（含叶柄）,且品种间差异显著。2.通过水培试验从19个棉花品种（系）中筛选出镉高吸收累积品种为11-20、LE018,镉低吸收积累品种为单16、11-24。其中镉高积累品种（11-20、LE018）的单株积累量分别为210.61μg/g,191.10μg/g;镉低积累品种（单16、11-24）的单株积累量分别为87.84μg/g,103.27μg/g。3.棉苗各器官镉在亚细胞分布表现为细胞液>细胞壁>细胞器。镉含量在棉苗各器官亚细胞中随着镉浓度的增加而增加。棉苗根和茎中细胞液和细胞壁增长速度表现为镉高积累品种>镉低积累品种,镉高积累品种中细胞壁与细胞液的快速增长,这可能是高镉积累品种镉含量较高的原因。棉苗叶中,细胞液增长速度较快的是低镉积累品种,随着镉浓度的增加细胞壁所占比例并没有增加。4.Cd处理显著提高了棉苗根、茎和叶中NPT和PCs含量。根中NPT含量11-20（镉高积累品种）显著低于单16（镉低积累品种）,茎中NPT含量则11-20显著高于单16,叶中NPT含量在镉处理浓度由150μmol·L-1提高到300μmol·L-1时,则略有下降。棉苗根中GSH含量表现为先增后减,茎中则表现为先减后增,均为11-20品种GSH含量高于单16,叶片则没有一定规律性。棉苗各器官中PCs含量随着镉浓度的增加而增加。棉苗根和叶中PCs含量均为单16显著高于11-20,茎中PCs含量则相反。2个棉花品种NPT、PCs和GSH含量均表现为根>茎>叶。5.Cd处理显著提高了棉苗根、茎和叶中MT含量,均表现为叶>茎>根。镉高积累品种（11-20）MT含量显著高于镉低积累品种（单16）。较高的镉浓度(300μmol·L-1)处理可诱导棉苗MT合成量增加,可能是不同重金属所诱导的MT基因不同所致,镉诱导叶中的MT基因表达,大量合成MT。