以我国传统的药用植物黄芪(Astragalus Membranaceus(Fisch.)Bunge)的幼苗为材料,在水培条件下分别研究了不同浓度镉(Cadmium,Cd)和硒(Selenium,Se)处理对生长发育指标、矿质元素吸收转运以及标志性次生代谢产物合成的影响,探讨了黄芪幼苗对Cd和Se处理的响应规律。在此基础上,我们研究了添加外源Se对黄芪幼苗Cd胁迫的缓解效果,并进一步分析了 Cd胁迫缓解过程中幼苗矿质元素吸收分布特征、抗氧化系统以及次生代谢产物的变化情况,浅析了 Se缓解黄芪幼苗Cd胁迫的生理机制,以期为利用外源Se减轻药用植物Cd毒害提供理论依据。本文主要结果和结论如下:25-200 μmol L-1 Cd处理7 d显著抑制了黄芪幼苗根系和地上部的生长并引起了植株MDA含量的显著升高以及新生叶片光合色素含量的降低。植株中吸收的Cd主要积累在黄芪幼苗根系,而运输到地上部的Cd积累规律为顶端<中部<基部。Cd处理降低了植株对多种矿质营养元素的吸收和转运。此外,根系中4种异黄酮物质的含量在Cd处理下明显升高,黄芪皂苷I-IV的含量则被Cd处理所降低。与对Cd处理的响应相近,10-320μmol L-1 Se处理7 d也明显抑制了黄芪幼苗生物量生长,提高了植株MDA的含量并降低了叶片叶绿素的含量。与Cd处理不同的是高浓度Se处理不仅降低了新叶中叶绿素的含量,还降低了老叶中叶绿素的含量。亚硒酸盐也主要通过被动运输进入黄芪根系和地上部,并且向地上部运输的比例较低。Se处理也引起了黄芪幼苗根系和地上部多种矿质营养元素含量的变化,造成了营养元素分布的不均衡。Se处理诱导了黄芪根系异黄酮类化合物积累的增加。此外,低浓度Se抑制了黄芪皂苷I-IV的积累,而高浓度Se促进了黄芪皂苷I和IV的积累。添加低浓度Se显著增加了 50 μmol L-1 Cd胁迫下黄芪幼苗的生物量生长,降低了植株MDA含量,同时还提高了叶片叶绿素含量以及根尖细胞的活力。通过研究发现,在黄芪幼苗中Se与Cd的吸收存在明显的拮抗作用,Se的添加大幅度降低了植株地上部和根系Cd的含量,并且在一定程度上消除了 Cd胁迫对黄芪幼苗矿质营养元素吸收和分布造成的影响。此外,Se的添加并未能通过提高黄芪幼苗根系和地上部抗氧化酶的活性来减轻Cd处理造成的氧化胁迫,Se添加后植株H2O2和02·-含量的降低可能主要是由Cd吸收减少引起的。添加Se显著促进了 Cd胁迫下黄芪根系毛蕊异黄酮而非黄芪皂苷积累的增加,似乎说明异黄酮在Se缓解Cd胁迫中也发挥了积极作用。综上所述,Cd、Se单独处理引起了黄芪幼苗相似的胁迫反应,如生物量生长受抑制、膜脂过氧化程度增高、叶绿素含量下降、矿质营养元素吸收和转运受到干扰等。在面对Cd或Se胁迫时,黄芪幼苗也通过调控元素分布区域化、提高异黄酮类物质合成等途径积极面对胁迫,提高对胁迫的耐性。低浓度Se可以有效缓解黄芪幼苗Cd胁迫,主要生理机制包括降低Cd吸收和转运、改善矿质营养元素吸收转运以及促进异黄酮合成。