董俐利 張燕 陳松樹 王睿 周光怡 李魁印 吳傳喜 任明見

摘要：鎘（Cd）是一種對動植物具有極強毒性的重金屬，我國擁有超過2 912 hm2的Cd污染農(nóng)田土地，對糧食安全與環(huán)境都產(chǎn)生了巨大危害。因此利用被鎘污染的土地，改良污染土壤，對于提高糧食產(chǎn)量與糧食安全至關(guān)重要。為利用大量被鎘污染的農(nóng)田，收集來自世界各地的189份高粱資源，篩選苗期耐鎘性評價指標，為高粱耐鎘、低鎘富集品種篩選提供依據(jù)。以189個高粱品種為研究對象，以Cd2+濃度為0與20 mg/L分別進行發(fā)芽試驗，記錄其對高粱種子的發(fā)芽率、根長、芽長、根干質(zhì)量、芽鮮質(zhì)量、芽干質(zhì)量、根芽比7個指標的影響，計算各指標的耐鎘指數(shù)，求出平均隸屬函數(shù)值與耐鎘綜合評價值（D值），通過回歸分析與相關(guān)性分析確定高粱耐鎘性鑒定的適宜指標。20 mg/L鎘脅迫下，高粱種子的發(fā)芽率、根長、芽長、根干質(zhì)量、芽鮮質(zhì)量、芽干質(zhì)量、根冠比均降低。其中，根長對鎘脅迫最為敏感。通過主成分分析將7個指標轉(zhuǎn)化成3個綜合指標（累計貢獻率為81.94%），計算D值后聚類分析將189個品種劃分為5類。其中，強耐鎘性6個，耐鎘綜合評價0.507 6≤D值≤0.618 2；較強耐鎘性23個，耐鎘綜合評價0.308 2≤D值≤0.436 8、中等耐鎘性14個，耐鎘綜合評價0.230 9≤D值≤0.284 7；弱耐鎘性101個，耐鎘綜合評價0.146 2≤D值≤0.222 2；極不耐鎘45個，耐鎘綜合評價0.077 2≤D值≤0.144 5?；诟L等可靠指標使用平均隸屬函數(shù)值與耐鎘綜合評價D值分別建立預(yù)測方程并驗證，驗證結(jié)果顯示綜合評價D值更適合篩選極端材料，而平均隸屬函數(shù)法適宜大量粗略分類?；诰C合評價D值建立的預(yù)測方程更為準確，方程Y=0.029+0.043X1+0.063X2+0.046X3可以準確地預(yù)測高粱種子耐鎘性。

關(guān)鍵詞：高粱；鎘脅迫；綜合評價；預(yù)測方程

中圖分類號：S514.02? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）24-0060-11

鎘（cadmium，Cd）是一種對動植物具有極強毒性的重金屬，世界衛(wèi)生組織將其確定為食品污染物，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在“12種具有全球性意義的危險化學(xué)物質(zhì)”中將其排名為第1位。目前，伴隨著工業(yè)化進程及城鎮(zhèn)化的不斷加快，農(nóng)田土壤Cd污染日趨嚴重。根據(jù)最新的數(shù)據(jù)資料顯示，我國擁有超過2 912 hm2的Cd污染農(nóng)田土地，Cd位點超標率已達到了7.0%［1］。因此如何利用和修復(fù)被鎘污染的土地，提高糧食安全和產(chǎn)量，變得尤為重要。高粱是世界上第五大谷物作物，提供人類食物、動物飼料和工業(yè)利用的原料。高粱作為主要作物種植，具有以下特點：高效C4光合作用、高水分利用效率和高耐脅迫性如耐干旱、鹽、高溫或低溫以及貧瘠［2］。它能夠在嫩枝中積累大量的鎘、銅、鉛和鋅，其生物量產(chǎn)量高于其他能源作物的生物量產(chǎn)量［3］。篩選耐鎘高粱品種，不僅僅可以利用大量的鎘污染土地，還可以修復(fù)保護土壤，同時由于高粱的高生物產(chǎn)量，還可以為畜牧業(yè)、能源行業(yè)等提供新的思路。

鎘對植物的生長發(fā)育影響很大，鎘在植物中的積累可能會引起一些生理、生化和結(jié)構(gòu)變化。鎘的積累改變了礦物營養(yǎng)素的吸收，通過與植物的水平衡相互作用抑制氣孔的開放，擾亂卡爾文循環(huán)酶、光合作用、碳水化合物代謝，改變抗氧化劑代謝，降低作物生產(chǎn)力［4］。一些研究表明，甜高粱有能力積累金屬元素［5-6］，并從受污染的農(nóng)業(yè)土壤中去除重金屬，如Pb、Cd、Zn和Cu［7］。高粱對Ni2+和Cd2+的累積量分別為500、1 100 mg/kg（在地上部分）和300、2 000 mg/kg（根部），對其生物量沒有顯著損害［8］。所有植物主要在根中積累重金屬，然而，蘇丹草的莖中發(fā)現(xiàn)了相對較高的Cd［9］。對高粱不同部位鎘吸收和積累的研究表明，不同器官中的鎘濃度差異很小［10］。劉大林等研究了鎘（Cd）脅迫對3種高粱生長和生理特性的影響，結(jié)果表明，低濃度Cd2+促進了高粱植株的生長，但高濃度Cd2+（50、100 mg/kg）顯著抑制了高粱植株生長［11］。崔永行等的試驗證明，鎘在高粱萌發(fā)期對種子根的生長影響遠大于對芽的影響，并且他們也得到類似的結(jié)果，即低濃度的Cd2+促進了高粱種子的萌發(fā)［12］。作物種子萌發(fā)期抗逆性是一個綜合性狀，因此使用多種方法評價更為可靠，目前常用的方法有因子分析、主成分分析、隸屬函數(shù)、聚類分析等。何俊瑜等用隸屬函數(shù)法對不同品種水稻的萌發(fā)期與苗期耐鎘性進行了評價［13］。劉麗麗等用隸屬函數(shù)法，計算了各指標平均隸屬函數(shù)值后聚類分析，分析了52份玉米自交系的耐鹽性，并建立可靠方程預(yù)測了玉米耐鹽性［14］。張彥等使用主成分分析、因子分析計算綜合評價D值和聚類分析評價了23個高粱品種的耐瘠薄性并建立了預(yù)測方程［15］。

關(guān)于高粱耐鎘性研究評價指標內(nèi)容比較單一，多集中于發(fā)芽率、根長、芽長。并且試驗對象也集中是甜高粱，對其他高粱的研究較少，并且在其他非生物脅迫中均采用1種或2種方法來實現(xiàn)對該資源的抗性進行評價。在高粱種子萌發(fā)期的耐鎘性研究中也缺少一個可靠的評價體系。前人在對作物抗逆性進行預(yù)測方程的構(gòu)建中，由于指標較多，方程比較冗長復(fù)雜，應(yīng)用中難以快速得到預(yù)測結(jié)果，大大減少了預(yù)測方程的實用性和使用率，并且缺少對方程的實際驗證。因此，需要結(jié)合萌發(fā)期其他指標，增加試驗對象，采用不同綜合評價方法對高粱萌發(fā)期耐鎘性進行評價，進一步篩選高粱耐鎘指標和完善評價體系，建立預(yù)測方程，尋找可靠的指標建立快速預(yù)測方程，并且對方程進行實際驗證。

本研究通過在20 mg/L鎘濃度下采用綜合評價指標對189個高粱品種的耐鎘能力進行評價，找到能可靠反映高粱種子萌發(fā)期耐鎘性的指標，并通過回歸分析和相關(guān)性分析建立高粱耐鎘性預(yù)測方程，并選用建立方程外的55份高粱種質(zhì)資源進行實際驗證。為快速篩選耐鎘的高粱種質(zhì)資源和高粱耐鎘育種提供新的途徑和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

收集來自不同產(chǎn)地的高粱種質(zhì)資源189份，在2022年5—8月于國家小麥改良中心貴州分中心實驗室進行試驗。材料編號如表1所示。

1.2 設(shè)置鎘離子濃度

根據(jù)崔永行等人的試驗結(jié)果，低濃度（4 mg/L）鎘脅迫對甜高粱種子的萌發(fā)有促進作用，16～32 mg/L 種子活力及根長都呈下降趨勢，因此用CdCl2·2.5H2O配成鎘離子濃度為0、20 mg/L，以蒸餾水作對照［12］。對不同品種的種子進行處理。精選飽滿程度一致的高粱種子用3％次氯酸鈉消毒20 min后，放入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中放30粒，每個品種每個處理重復(fù)3次；然后放入25 ℃的人工氣候箱中光照培養(yǎng)，每天用相應(yīng)濃度的鎘溶液補充蒸發(fā)的水分，觀察并記錄發(fā)芽的種子數(shù)（芽長超過種子的半徑即為發(fā)芽）。

1.3 指標測定

當(dāng)種子開始萌動后，每日觀察種子的萌發(fā)情況，挑出發(fā)霉、腐敗種子。第7天統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù)，測定幼苗的發(fā)芽率。隨機選出5株幼苗游標卡尺測量其根長，并取其根、芽在105 ℃殺青15 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量。測量其發(fā)芽率、根長、根干質(zhì)量、芽長、芽鮮質(zhì)量、芽干質(zhì)量、根芽比。

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；

芽鮮質(zhì)量（g）：稱取所試驗植株5株的平均鮮質(zhì)量；

芽干質(zhì)量（mg）：高粱幼苗地上莖葉于105 ℃殺青，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱量莖葉干質(zhì)量；

根干質(zhì)量（mg）：高粱幼苗地下根系于105 ℃殺青，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱量根系干質(zhì)量；

芽長（mm）：用直尺測量植株從莖基部表面到最長葉葉尖的長度；

根系長度（mm）：用直尺測量根系從高粱苗莖基部到根尖的長度；

根芽比：種子根和芽的長度比；

耐鎘指數(shù)=鎘處理值/對照值。

數(shù)據(jù)表示為平均值±標準差（x±s）。使用Excel 2010處理數(shù)據(jù)。使用SPSS 26.0軟件分析品種的耐鎘性特征，包括方差分析、相關(guān)性分析， 用基于Ward法進行系統(tǒng)聚類。試驗結(jié)果為3次生物學(xué)重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 在20 mg/L濃度下189份高粱種子萌發(fā)期耐鎘指標的相關(guān)性分析

耐鎘指數(shù)的大小可以反映某一指標性狀受鎘脅迫影響的程度。同一高粱材料不同指標的耐鎘指數(shù)不同，因此某一指標的耐鎘指數(shù)并不能充分反映高粱種子萌發(fā)期的耐鎘性。通過對不同生理指標之間的相關(guān)性分析可以確定這些指標與耐鹽性的相關(guān)度。

不同指標的相關(guān)性分析（表2）表明，在20 mg/L鎘離子脅迫下發(fā)芽率耐鎘指數(shù)與根長、芽鮮質(zhì)量、芽干質(zhì)量、芽長的耐鎘指數(shù)呈顯著正相關(guān)。芽長耐鎘指數(shù)與根長、根干質(zhì)量、芽干質(zhì)量、芽鮮質(zhì)量的耐鎘指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與根冠比耐鎘指數(shù)呈顯著負相關(guān)。根冠比耐鎘指數(shù)與芽干質(zhì)量耐鎘指數(shù)呈顯著負相關(guān)，與根長耐鎘指數(shù)呈顯著正相關(guān)。根干質(zhì)量耐鎘指數(shù)與芽干質(zhì)量、根長的耐鎘指數(shù)呈顯著正相關(guān)。芽干質(zhì)量耐鎘指數(shù)與根干質(zhì)量、芽鮮質(zhì)量的耐鎘指數(shù)呈顯著正相關(guān)。大多數(shù)性狀之間相關(guān)性達到顯著或極顯著水平（表2）?？梢?，不同指標之間提供的耐鎘信息存在重疊，其中芽長與芽鮮質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)是最高的，達到0.861，其次是芽鮮質(zhì)量與根長的相關(guān)系數(shù)，達到0.816，芽長與根長間的相關(guān)系數(shù)也達到了0.803。因此芽長、根長、芽鮮質(zhì)量是快速鑒定高粱種子萌發(fā)期耐鎘性的重要指標。

2.2 主成分分析

通過對各高粱品種7個萌發(fā)期指標的耐鎘指數(shù)進行主成分分析，前3個主成分的方差貢獻率分別為49.707%、18.005%、14.229%，累計貢獻率達81.941%（表3），說明這3個主成分足以涵蓋7個指標大部分的信息。第1主成分的特征值為3.480，貢獻率最大。

2.3 耐鎘性評價與分類

通過確定每個材料的耐鎘性隸屬函數(shù)值（membership function value，MFV），對其耐鎘性進行評價［16］。[JP3]隸屬函數(shù)值公式為Xi=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）×100%。其中，Xi是特定材料耐鎘指數(shù)的隸屬函數(shù)值；X是特定材料耐鎘指數(shù)的實際測量值；Xmax和Xmin分別是在所有材料中耐鎘指數(shù)的最大值和最小值［17］。計算出各項指標的隸屬函數(shù)值之后再進行求和，最后計算出隸屬函數(shù)值的平均值（mean MFV），用于評價每個高粱材料的耐鎘性。平均值范圍介于0到1之間，平均值越大，耐鎘性越高。

利用主成分分析各指標權(quán)重確定耐鎘性，各主成分的權(quán)重計算公式：權(quán)重q=x/∑x，其中，x指各個主成分的貢獻率；其次計算不同品種高粱的耐鎘能力綜合評價D值，根據(jù)公式D=∑nj=1［U（Xij）×Wj］得到綜合評價D值。

2.4 耐鎘方程式的構(gòu)建

利用189個不同品種高粱0、20 mg/L處理下的生理參數(shù)獲得的平均MFV、綜合評價D值和各指標耐鎘指數(shù)值，應(yīng)用SPSS 22.0的多重回歸分析構(gòu)建耐鹽性預(yù)測數(shù)學(xué)方程式，預(yù)測任意高粱萌發(fā)期的耐鎘性。將平均MFV和D值作為因變量，將各個生理指標的耐鎘指數(shù)值作為自變量。建立2個預(yù)測高粱萌發(fā)期耐鎘性的預(yù)測方程。

方程1：Y1=-0.033+0.05X1+0.034X2+0.040X3+0.012X4+0.043X5+0.023X6+0.073X7；

方程2：Y2=0.028+0.011X1+0.011X2+0.048X3+0.022X4+0.004X5+0.032X6+0.068X7 。

式中：Y1代表各指標的平均MFV；Y2代表各指標的綜合評價D值；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7分別代表發(fā)芽率的耐鎘指數(shù)、芽長的耐鎘指數(shù)、根長的耐鎘指數(shù)、芽鮮質(zhì)量的耐鎘指數(shù)、芽干質(zhì)量的耐鎘指數(shù)、根干質(zhì)量的耐鎘指數(shù)、根冠比的耐鎘指數(shù)。2個回歸方程的確定系數(shù)R2=1.000，表明方程具有一定的預(yù)測準確性和高效性。

2.5 可靠耐鎘生理指標的確定

在本研究中，芽長、根長、芽鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、芽干質(zhì)量、根冠比和發(fā)芽率的耐鎘指數(shù)值均對平均MFV和D值均有影響。為了確定哪個生理指標能體現(xiàn)出高粱種子萌發(fā)階段的耐鎘性，對每個指標的耐鎘指數(shù)值與平均MFV與D值之間進行線性擬合（圖1、圖2）。根據(jù)分析，平均MFV和根長的耐鎘指數(shù)之間的r2最高，為0.854 2，平均MFV與芽長、芽鮮質(zhì)量的STI之間的r2略有降低，分別為0.707 2、0.750 7。而平均MFV與根冠比的耐鎘指數(shù)之間的r2最低，為0.058。

耐鎘能力綜合評價D值與根長的耐鎘指數(shù)之間的r2為0.877 5，是所有指標中最高的。D值與芽長、芽鮮質(zhì)量的耐鎘指數(shù)之間的r2次之，分別為0.620 0、0.778 9。D值與根芽比的r2則最低，僅有0.103 0。

2.6 快速預(yù)測方程的構(gòu)建及驗證

在20 mg/L鎘處理下， 對于萌發(fā)期耐鎘高粱材料的大規(guī)模篩選，根長、芽長、芽鮮質(zhì)量的耐鎘指數(shù)值，可以作為快速可靠的指標。因此使用這3個指標的耐鎘指數(shù)值，再一次計算平均MFV與綜合評價D值，并以新計算出的平均MFV和D值作為因變量構(gòu)建2個預(yù)測方程。

方程1：Y1=-0.023+0.079X1+0.094X2+0.028X3；

方程2：Y2=0.029+0.043X1+0.063X2+0.046X3。

式中：Y1代表各指標的平均MFV；Y2代表各指標的綜合評價D值；X1、X2、X3分別代表芽長的耐鎘指數(shù)、根長的耐鎘指數(shù)、芽鮮質(zhì)量的耐鎘指數(shù)。方程1和方程2的確定系數(shù)R2=1.000。

為確定該公式是否可以準確預(yù)測高粱種子苗期耐鎘性水平，隨機選擇55個構(gòu)建方程外來源不同的高粱資源在20 mg/L鎘離子濃度下進行發(fā)芽試驗，記錄處理組與對照組的芽長、根長、芽鮮質(zhì)量。計算了它們的耐鎘指數(shù)、平均MFV、和D值，并且將55個材料的耐鎘指數(shù)代入方程1和方程2，結(jié)果如表5、表6所示。由于構(gòu)建方程的高粱品種間差異很大，因此平均MFV與D值的最大值、最小值的差距明顯，所以55個品種的耐鎘指數(shù)代入方程1與方程2后，大部分方程值相較于平均MFV和D值均出現(xiàn)了偏小的情況，但是在本身平均MFV和D值就較小的材料上，方程值又與平均MFV和D值接近。綜上所述，方程數(shù)值不能直觀地反映高粱耐鎘性，應(yīng)使用聚類分析的方法對方程進行進一步驗證，若經(jīng)過聚類，方程值與實際值聚類結(jié)果接近，則證明方程可靠。

使用基于Ward方法的系統(tǒng)聚類分析來評價55個高粱材料的耐鎘性。進行聚類時將所有材料分為5類，分別為極耐鎘、耐鎘、中等耐鎘、不耐鎘與鎘敏感5類。

由圖3、圖4可見，方程1與平均MFV聚類后每個類別差異較大，方程1僅能在一定程度上反映高粱耐鎘性。而方程2與D值聚類后差異較?。▓D5、圖6），僅有3個資源分類出現(xiàn)差異，方程2能很好地預(yù)測高粱耐鎘性， 并且D值聚類在極端材料的分類中比使用平均MFV聚類更加精確。

2.7 耐鎘品種的篩選

對189個高粱品種以綜合評價值D值進行系統(tǒng)聚類，將189個品種劃分為5類（圖7）。其中，強耐鎘性6個，耐鎘綜合評價0.507 6≤D值≤0.618 2（表7）；較強耐鎘性23個，耐鎘綜合評價0.308 2≤D值≤0.436 8（表7）、中等耐鎘性14個，耐鎘綜合評價0.230 9≤D值≤0.284 7；弱耐鎘性101個，耐鎘綜合評價0.146 2≤D值≤0.222 2；極不耐鎘45個，耐鎘綜合評價0.077 2≤D值≤0.144 5。

3 討論

在諸多土壤重金屬污染物中，鎘具有毒性高、移動性強、不易降解等特點［18］。鎘還會對農(nóng)作物產(chǎn)生毒害作用，抑制光合作用，加速衰老，影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)［19-20］。Metwali 等比較了高粱、玉米、小麥對鎘和銅的耐受性，研究表明，高粱耐受最強，吸收銅離子量也最多［21］。余海波等將能源植物甜高粱、甘蔗、香根草、鹽膚木在復(fù)合重金屬污染稻田內(nèi)種植，結(jié)果表明，甜高粱的乙醇生產(chǎn)量是甘蔗的2倍［22］。在糧食作物和能源作物中高粱修復(fù)重金屬鎘污染土壤的能力較強，高粱有著比其他作物更大的生物產(chǎn)量，研究和快速篩選耐鎘高粱是非常必要的。

籍貴蘇等以未受重金屬污染的土壤作對照，研究高粱成熟期重金屬的吸收特性，認為高粱重金屬吸收轉(zhuǎn)移存在顯著的品種間差異［23］。Angelova等的研究表明，4種類型高粱品系營養(yǎng)和生殖器官中重金屬的積累有很大的差異［8］。本研究選了來自全國和世界其他國家的189個品種來篩選苗期耐鎘高粱，較以往的研究擴充了研究對象的數(shù)量，但是其中我國南方高粱占比較少，以后的研究可以增加我國南方高粱品種。

為了高效準確地進行高粱耐鎘篩選，需要建立可靠且快速的方法和指標，使用單一的生理指標得出的耐鎘性評價結(jié)果往往不夠全面，因此本研究將測定指標增加到7個，并確定了在20 mg/L鎘脅迫下，高粱種子的根長是最具有代表性的指標，其次是芽長與芽鮮質(zhì)量，這與Soudek等的研究結(jié)果一致，其研究結(jié)果表明，鎘和鋅主要在高粱植株的根部積累；當(dāng)溶液中金屬離子濃度較高時，將會增加離子向芽轉(zhuǎn)移的數(shù)量［3］。然而在其他濃度下，高粱苗期耐鎘性的代表性指標還不清楚。再進一步研究時還可以增加活力指數(shù)、 根鮮質(zhì)量等指標。郝正剛等采用5種鎘濃度對遼甜一號進行脅迫，伴隨脅迫濃度的增加，超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶等生理指標有顯著變化；并且鎘脅迫下葉片葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、最大凈光合速率、光飽和點、胞間二氧化碳濃度、光補償點等光合指標也有顯著變化［24］。這說明在對高粱苗期耐鎘性進一步研究時，還可以加入更多的生理指標和光合指標，或許其中某一個或者某幾個也是評價高粱耐鎘性的可靠指標。

作物耐鎘性評價已經(jīng)做了大量的工作而且已經(jīng)存在多種不同的評定標準用于評估作物的耐鎘性。肖美秀等通過計算水稻苗期耐鎘指數(shù)和聚類分析，評價了水稻苗期耐鎘性，并劃分了4種類型［25］。鄭本川等通過主成分分析和隸屬函數(shù)分析科學(xué)評價了不同甘藍型油菜品系幼苗耐鎘性［26］。陳毓瑾等通過對供試水稻樣品的各指標鎘脅迫指數(shù)進行單因素方差分析，篩選出具有優(yōu)良耐鎘性的水稻品種［27］。為了對比哪種方法更適合，本研究使用了直接計算耐鎘指數(shù)進行隸屬函數(shù)法評價和使用主成分分析求出耐鎘能力綜合評價D值的方法。在構(gòu)建快速方程與驗證中，D值所構(gòu)建的方程可靠性更高，在篩選極端材料中更占優(yōu)勢。主成分分析可以使試驗中多個變量轉(zhuǎn)化為幾個主成分，使它們盡可能多地保留原始變量的信息，且彼此間互不相關(guān)，D值的算法中更重要的指標往往權(quán)重更高，因此在構(gòu)建快速方程中其他相關(guān)性較低的指標占比更小，因此聚類結(jié)果方程值與D值更為接近，D值更適合在構(gòu)建快速方程時使用［15］。而在已經(jīng)可以確定指標的代表性程度時，幾個代表性指標計算耐鎘指數(shù)與平均隸屬函數(shù)值較求D值則更為簡便快捷，更適用于對大量種質(zhì)資源進行分類。

4 結(jié)論

在20 mg/L鎘脅迫下，根長是最具有代表性的可靠指標，其次是芽長與芽鮮質(zhì)量，可用于高粱耐鎘能力的快速評價。各指標在該濃度鎘脅迫下均呈現(xiàn)下降趨勢。運用基于主成分分析的隸屬函數(shù)法與聚類分析評價參試高粱的耐鎘能力，將189個高粱品種劃分為強耐鎘性、較強、中等耐鎘性、弱耐鎘性和極不耐鎘5種類型。方程Y=0.029+0.043X1+0.063X2+0.046X3可以可靠地快速預(yù)測某一品種高粱在濃度為20 mg/L的鎘脅迫下的耐鎘能力。

參考文獻：

［1］李 婧，周艷文，陳 森，等. 我國土壤鎘污染現(xiàn)狀、危害及其治理方法綜述［J］. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2015，21（24）：104-107.

［2］Wang M L，Xin Z G，Tonnis B，et al. Evaluation of sweet Sorghum as a feedstock by multiple harvests for sustainable bioenergy production［J］. Journal of Sustainable Bioenergy Systems，2012，2（4）：122-137.

［3］Soudek P，Nejedl J，Pari[KG-*3]c[DD（-1*2/3][HT6]ˇ[DD）]i L，et al. The Sorghum plants utilization for accumulation of heavy metals［C］//2013 3rd International Conference on Energy and Environmental Science Singapore：IACSIT Press，2013（54）：6-11.

［4］Nazar R，Iqbal N，Masood A，et al. Cadmium toxicity in plants and role of mineral nutrients in its alleviation［J］. American Journal of Plant Sciences，2012，3（10）：1476-1489.

［5］Marchiol L，F(xiàn)ellet G，Perosa D，et al. Removal of trace metals by Sorghum bicolor and Helianthus annuus in a site polluted by industrial wastes：a field experience［J］. Plant Physiology and Biochemistry，2007，45（5）：379-387.

［6］Zhuang P，Shu W S，Li Z A，et al. Removal of metals by Sorghum plants from contaminated land［J］. Journal of Environmental Sciences，2009，21（10）：1432-1437.

［7］Bonfranceschi B A，F(xiàn)locco C G，Donati E R.Study of the heavy metal phytoextraction capacity of two forage species growing in an hydroponic environment［J］. Journal of Hazardous Materials，2009，165（1/2/3）：366-371.

［8］Angelova V R，Ivanova R V，Delibaltova V A，et al. Use of Sorghum crops for in situ phytoremediation of polluted soils［J］. Journal of Agricultural Science and Technology A，2011（5）：693-702.

［9］Izadiyar M H，Yargholi B.Study of cadmium absorption and accumulation in different parts of four forages［J］. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science，2010，9：231-238.

［10］Shen X H. Effects of cadmium stress on physiological and biochemical indices of Viburnum odoratissimum and V.tinus seedlings［J］. Chinese Journal of Ecology，2011，30（11）：2478-2482.

［11］劉大林，楊俊俏，劉兆明，等. 鎘、鉛脅迫對草地早熟禾幼苗生理的影響［J］. 草業(yè)科學(xué)，2015，32（2）：224-230.

［12］崔永行，范仲學(xué)，杜瑞雪，等. 鎘脅迫對甜高粱種子萌發(fā)的影響［J］. 華北農(nóng)學(xué)報，2008，23（增刊1）：140-143.

［13］何俊瑜，任艷芳，嚴玉萍，等. 鎘脅迫對水稻幼苗生長和根尖細胞分裂的影響［J］. 土壤學(xué)報，2010，47（1）：138-144.

［14］劉麗麗，喬梓啟，杜 明，等. 一種基于綜合指標的耐鹽方程式準確預(yù)測玉米耐鹽性［J］. 植物生理學(xué)報，2022，58（2）：458-468.

［15］張 彥，王勁松，董二偉，等. 中晚熟區(qū)主要高粱品種耐瘠性綜合評價［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，54（23）：4954-4968.

［16］Basra S M A，F(xiàn)arooq M，Tabassam R，et al. Physiological and biochemical aspects of pre-sowing seed treatments in fine rice （Oryza sativa L.）［J］. Seed Science and Technology，2005，33（3）：623-628.[HJ2mm]

［17］Ding T L，Yang Z，Wei X C，et al. Evaluation of salt-tolerant germplasm and screening of the salt-tolerance traits of sweet sorghum in the germination stage［J］. Functional Plant Biology，2018，45（10）：1073.

［18］王曉娟，王文斌，楊 龍，等. 重金屬鎘（Cd）在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運途徑及其調(diào)控機制［J］. 生態(tài)學(xué)報，2015，35（23）：7921-7929.

［19］Bashir H，Qureshi M I，Ibrahim M M，et al. Chloroplast and photosystems：impact of cadmium and iron deficiency［J］. Photosynthetica，2015，53（3）：321-335.

［20］王國莉. 商品大米中Cd、Pb、Cr的污染狀況及健康風(fēng)險評價［J］. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2012，31（3）：295-302.

［21］Metwali E M R，Gowayed S M H，Al-Maghrabi O A，et al. [JP4]Evaluation of toxic effect of copper and cadmium on growth，physiological?traits and protein profile of wheat （Triticum aestivium L.），maize （Zea mays L.） and sorghum （Sorghum bicolor L.） ［J］. World Applied Sciences Journal，2013，21（3）：301-314.

［22］余海波，宋 靜，駱永明，等. 典型重金屬污染農(nóng)田能源植物示范種植研究［J］. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2011，23（3）：71-76.

［23］籍貴蘇，嚴永路，呂 芃，等. 不同高粱種質(zhì)對污染土壤中重金屬吸收的研究［J］. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，22（2）：185-192.

［24］郝正剛，趙會君，魏玉清，等. 甜高粱對鎘脅迫的生理生化響應(yīng)及鎘富集研究［J］. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2021，23（1）：30-42.

［25］肖美秀，林文雄，陳冬梅，等. 耐Cd水稻種質(zhì)資源的篩選［J］. 福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，35（2）：117-122.

［26］鄭本川，張錦芳，柴 靚，等. 甘藍型油菜種子萌發(fā)期耐鎘性分析及耐鎘材料篩選［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報，2018，34（35）：26-35.

［27］陳毓瑾，歐陽林娟，朱 紅，等. 常規(guī)水稻耐鎘性及鎘低積累種質(zhì)的篩選［J］. 石河子大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，35（6）：701-706.