土壤重金属污染一旦发生,其生态效应的潜伏性、长期性、连续性十分突出,急需对这类持续性污染的植物进化生态毒理作用进行分析,但是过去的研究主要针对重金属污染的短期、急性毒害开展研究,而针对长期持续污染条件下,不同世代植物种群之间的生态差异性、资源配置特点、种群遗传结构的研究很少开展工作。本研究选取在镉污染(10 mg/kg、60mg/kg)环境下持续种植的蚕豆(品种K0697)五个世代(第4、8、11、13、16世代)及同世代无镉污染的对照组材料,从三个方面(资源配置、数量性状、分子数据)进行分析,探讨在镉污染持续污染条件下不同世代蚕豆的生态分化及其种群遗传结构变化特征。研究结果如下:(1)镉污染对蚕豆种群的生长发育影响较为复杂。总体来看,镉污染能抑制蚕豆生长发育,导致蚕豆株高、叶长、叶宽、叶片长宽比、主根长受到抑制,浓度越高抑制作用越明显。这种抑制作用还与蚕豆的世代状况、生长发育阶段有关,部分性状在生长发育的中后期抑制作用已经不明显。随着持续污染的世代数增加,蚕豆种群数量性状变化表现为围绕对照组上下波动。(2)镉污染对蚕豆种群的生物量配置影响也较为复杂。在经历镉污染较短的世代,种群生物量出现增加,但随着经历镉污染世代的延长,种群生物量显著降低,且镉污染浓度越高,抑制作用越明显。此外,在镉污染条件下,蚕豆根系生物量、茎叶生物量分配比例增加,生殖生物量分配比例降低。不同镉污染条件下、不同世代蚕豆种群器官间生物量配置变化趋势并不一致,一般随着镉污染浓度增加,世代间器官的生物量配置变异系数均逐渐增加,不同世代蚕豆种群生物量分配差异加大。(3)整体来看,镉持续污染条件下,蚕豆种群遗传多样性降低,世代间的遗传距离增加,有效等位基因数减少,且高浓度污染对种群遗传结构影响更加明显。但是这种变化并不是随着镉污染蚕豆种群世代增加而呈现线性变化,在部分世代,遗传多样性、有效等位基因数、遗传距离表现有回升现象。同时,高浓度镉污染导致的蚕豆种群遗传分化比低浓度镉污染更加明显。(4)随着镉污染经历的延长,不同世代蚕豆种群的数量性状、资源配置均表现为围绕对照组上下波动的变化规律。镉污染条件下,不同世代蚕豆种群之间的种群遗传结构未呈线性变化,呈现多元化的变化规律。