[发明专利]一种混种凤仙花嫁接后代降低葡萄镉积累的方法

说明书

本发明提供了一种混种凤仙花嫁接后代降低葡萄镉积累的方法，属于混种用于植物重金属污染修复技术领域。本发明提供的混种方法，是采用凤仙花不同大小异株嫁接后代与葡萄进行混种，所述凤仙花不同大小异株嫁接后代是采用两株大小不同的凤仙花进行相互嫁接得到的嫁接后代。本发明通过选用不同凤仙花嫁接后代与葡萄进行混种，研究镉胁迫条件下，不同凤仙花嫁接后代对葡萄镉积累的影响，结果表明，采用凤仙花不同大小异株嫁接后代与葡萄进行混种时，可以显著降低葡萄各部位的镉含量，同时能够有效提升镉在富集植物凤仙花中积累量，与其他凤仙花嫁接后代相比，表现出更高效的镉修复能力，能够达到很好的农业生产效果。

技术领域

本发明属于混种用于植物重金属污染修复技术领域，具体涉及一种混种凤仙花嫁接后代降低葡萄镉积累的方法。

背景技术

重金属污染遍及世界许多地方，使不少国家和地区的农业土壤和作物遭受严重损失。镉作为毒性最强的重金属元素之一，是植物生长非必需的元素，其危害极其严重。我国Cd污染耕地达1.3×10⁴hm²，涉及11个省市的25个地区，远超过其他几种土壤重金属元素。镉对植物和人体健康都有极大的危害，目前对镉污染土壤的治理已经引起国内外的广泛重视，但传统的污染土壤修复方法的大规模推广应用存在较大问题。植物修复是一种新技术，与涉及大型耗能设备的方法相比，是一种廉价的方法，具有成本低、效益高、环境友好等优点。

重金属超富集植物是植物修复的核心部分，1983年Chaney提出了利用超富集植物清除土壤重金属污染的思想。混作能通过植物根系和地上部分形态结构的互补作用来提高作物对土壤养分、水和光等资源的有效利用，从而使作物产量增加。研究发现，镉超富集植物龙葵混种樱桃苗，可减少樱桃苗的镉含量，同时提高了龙葵镉含量。这为减少普通植物体内重金属含量并修复污染土壤提供了一条新途径。但普通植物对与其混作的超富集植物重金属积累的影响因植物的种类而异。蒋成爱等将镉超富集植物东南景天与黑麦草、玉米、大豆混种于Cd、Zn污染土壤，发现混种显著地提高了东南景天对Zn的积累，同时也显著降低了玉米和黑麦草对Cd和Zn的吸收。因此，只有通过合适的植物搭配进行间(混)种才能提高超富集植物的重金属吸收量，这样不仅有利于土壤修复，又能进行正常的农业生产。

研究表明，嫁接提高了甜瓜幼苗对铜胁迫的抵抗能力，降低了“矢富罗莎”葡萄植株各器官对土壤Cd的吸收，提高了葡萄植株的耐Cd特性。对一般植物而言，嫁接可降低植物对重金属的吸收和积累，而对超富集植物而言，因为嫁接可使砧木的某一些分子(DNA、RNA)在砧木与接穗之间传递，诱导后代产生可以遗传的变异，林立金等研究表明，以油菜为砧木嫁接和自苗嫁接均能提高荠菜后代生物量、地上部分镉含量、地上部分富集系数、转运系数等，最终提高了荠菜镉积累量。因此，嫁接可能能够有效降低普通植物的重金属积累量，也能够增加超富集植物后代对重金属的积累，这为重金属超富集植物的改良与育种提供一条新途径。

许多重金属超过一定界限就会对果树产生毒害作用。河北等7个省苹果园的调查结果显示，重金属镉的检出率达97.6％，果实镉含量超标了8.1％；汉源金花梨果园土壤和果实中重金属元素含量的测定结果表明，土壤中Cd元素含量已经高于了国家标准值，达到了轻度污染。虽然目前果树的重金属污染程度较其它大田作物轻，但随着工业的迅猛发展，复合污染对果园的危害将越来越明显。因此，在果园还未大量受到重金属污染之前，找到既能修复果园重金属污染土壤又能减少果树重金属吸收量的方法具有重要意义。

葡萄(Vitis vinifera L.)为葡萄科葡萄属木质藤本植物，果实球形或椭圆形，花期4-5月，果期8-9月。葡萄原产亚洲西部，世界各地均有栽培，世界各地的葡萄约95％集中分布在北半球。葡萄果实为著名水果，生食或制葡萄干，并酿酒，酿酒后的酒脚可提酒食酸，根和藤药用能止呕、安胎。然而，土壤重金属污染影响到了葡萄的安全生产，由于我国土壤已大部分遭受镉污染，葡萄中镉的含量较高，给人们食用带来了严重的安全隐患，特别是对葡萄后代的安全生产提出了更为严峻的挑战。