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镉(Cd)是一种生物毒性极强的重金属元素,在自然界中主要以硫镉矿而存在;也有小量存在于锌矿中,随着现在人们工业生活和城镇活动的增加,Cd污染事件层出不穷,Cd对土壤的污染,方式多样,形势严峻。植物修复技术,是一种绿色、美观环保且成本低无二次污染的新兴技术,已迅速被大家所认可。白三叶是一种豆科植物,可做牧草,现在多被作为草坪植物应用于绿化方面,近年来关于白三叶耐重金属胁迫的研究日益增多,已有文章报道了白三叶对Cd胁迫良好的耐受性。本研究以白三叶(Trifolium repens L.)为试验材料,为探讨白三叶对Cd的响应机制,采用室内盆栽法,培养30天,分别用浓度为0、100、300、500μmol·L-1 Cd溶液胁迫处理7天,取白三叶根部进行抗氧化酶活性的测定和差异蛋白质组学的研究。通过生理学试验表明:随着Cd胁迫浓度的增加,白三叶的SOD、POD、CAT、APX以及GR活性基本都呈现上升趋势;其中当Cd浓度为500μmol·L-1时,SOD、POD、CAT、APX的活性都继续升高,显著高于对照,但是只有SOD显著高于Cd浓度为300μmol·L-1时的值,而GR的活性虽仍然显著高于对照组,但同300μmol·L-1时相比有所下降。通过各指标的相关性分析证明,白三叶在受到Cd胁迫时,抗氧化酶协同作用,积极响应Cd胁迫。通过蛋白质组学试验,对比发现了71个差异蛋白点(其中28个蛋白点表达丰度上升,24个蛋白点表达丰度下降,19个蛋白点丰度变化复杂)。进一步对这些蛋白点进行搜索鉴定,共有效鉴定39个蛋白点。这些蛋白主要是与碳水化合物和能量代谢相关的蛋白、参与植物胁迫和防御过程相关的蛋白、参与蛋白质合成和降解相关的蛋白、与膜运输相关的蛋白以及与细胞结构相关的蛋白等。白三叶可能就是通过以上这些蛋白质的功能来响应Cd的胁迫。本试验从白三叶生理学与蛋白质组学的角度,研究重金属Cd胁迫下白三叶根的抗氧化反应和根部蛋白质组学的变化,为白三叶抗Cd胁迫的生理学与分子生物学机制奠定基础,对草坪植物白三叶应用于土壤污染治理,提供一定的理论依据。同时白三叶响应重金属Cd胁迫过程中相关蛋白质的识别,促进富集重金属Cd转基因植物的开发。