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土壤镉(Cd)污染和氮沉降(N)是当今全球性的环境问题,而雌雄异株植物对逆境胁迫的差异性性别响应也是植物逆境生理生态研究的重要内容。为研究不同性别桑树幼苗对土壤Cd污染和N沉降的性别响应差异,以农桑14号(雄株)、农桑12号(雌雄同株)为材料,通过盆栽模拟试验,研究重金属Cd(100 mg kg-1干土)和N沉降(90 kg hm-2 a-1)处理下两种性别桑树幼苗在形态生长、生物量积累与分配、气体交换参数、叶绿素荧光参数、相对叶绿素含量、抗氧化酶活性以及Cd元素积累等指标方面的差异。以探索不同性别桑树幼苗对Cd污染及N沉降的适应性及抗逆性差异,为N沉降日益严重现状下重金属污染地区选种育种以加快土壤修复提供理论支持,主要结果如下:(1)单独Cd处理显著降低了两种性别桑树幼苗各器官生物量积累,且雌雄同株的下降幅度更大;单独N沉降处理对两种性别桑树幼苗总生物量积累影响不大,但显著改变了生物量分配;复合处理下,与单独Cd处理相比,N沉降的加入提高了雄株生物量,却降低了雌雄同株生物量,即复合处理增大了两种性别桑树幼苗的生物量积累差异。单独Cd处理显著抑制了两种性别桑树幼苗根系的伸长生长,雌雄同株根系根尖数(Tips)下降幅度显著大于雄株;复合处理亦显著抑制了桑树雄株和雌雄同株幼苗根系的生长,但是对雄株的抑制作用小于单独的Cd处理,对雌雄同株的抑制作用大于单独的Cd处理。(2)单独Cd处理显著降低了雄株的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、相对叶绿素含量(SPAD)、PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/F0)、PSII光合量子产量(Yield)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)等指标,显著增大了雄株的非光化学淬灭系数(NPQ),显著降低了雌雄同株的Pn、E、Gs、SPAD和Fv/Fm等指标;复合处理下,与单独Cd处理相比,N沉降的加入促进了雄株Gs、Yield、ETR、qP的恢复,但是对雌雄同株没有显著的缓解作用。(3)单独Cd处理显著升高了两种性别桑树幼苗叶片丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(PRO)含量、过氧化物酶(POD)活性等,雌雄同株的MDA与PRO含量上升幅度更大,同时,单独Cd处理显著降低了雄株与雌雄同株叶片可溶性蛋白浓度、超氧化物歧化酶(SOD)活性等;单独N沉降处理显著升高了雌雄同株幼苗的PRO含量及可溶性蛋白浓度,降低了 SOD活性,但对雄株没有显著影响;复合处理提高了雄株可溶性蛋白浓度,但对雌雄同株没有显著的缓解作用。单独Cd处理和复合处理下,两种性别桑树幼苗各器官的Cd元素积累均显著升高,雄株根系积累的Cd元素显著高于雌雄同株,雌雄同株叶片积累的Cd元素显著高于雄株,即雌雄同株地上Cd富集系数显著高于雄株,而复合处理增大了叶片Cd含量的性别差异。综上所述,Cd处理对两种性别桑树幼苗的生长均存在抑制作用,但是对雌雄同株的伤害大于雄株,N沉降的加入可以提高雄株的Cd耐受性,但是对雌雄同株影响不大。由此,我们推测,Cd引起了不同性别桑树幼苗的差异性性别响应,且雄株拥有更有效的自我保护机制,而N沉降的加入导致了 Cd适应对策的性别分化。