苦荞麦(Fagopyrum tataricum)是起源于我国的重要杂粮作物,富含禾本科作物缺乏的黄酮类物质,具有抗氧化、抗炎Dinaciclib和降血脂等作用。然而,苦荞麦产区土壤重金属污染现象引发的食品安全问题受到了人们的广泛关注。虽然苦荞麦对重金属的吸收积累和耐受解毒机理已有少量报道,但不同黄酮含量的苦荞麦材料对重金属的耐性和积累差异及其内在机理仍不清楚。本研究以黄酮含量具有显著差异的两个苦荞麦材料:Xikuqiao(XQ,高黄酮材料,含量为3.72%)和KQⅡ-3(KQ,低黄酮材料,含量为2.CH-223191价格60%)为材料,通过盆栽控制性试验,研究两个苦荞麦材料在0、500、1000、2000 mg kg~(-1)铅(Lead,Pb)和0、1、5、10、15 mg kg~(-1)镉(Cadmium,Cd)胁迫浓度下对Pb和Cd的吸收累积特征、生长生理响应以及基因表达的差异,旨在为Pb、Cd重金属污染的农田安全生产提供理论依据,同时为苦荞麦阻控技术找到技术支撑。主要研究结果如下:(1)高黄酮含量苦荞麦XQ和低黄酮含量苦荞麦KQ对Pb和Cd的吸收量没有明显差异,但在高浓度Pb处理下,KQ根系对Pb的滞留作用更强,转运系数更低,而在Cd处理下两个材料根和地上部的Cd含量及转运系数的差异均不明显。在所有处理浓度下,XQ和KQ中的Pb和Cd主要储存在细胞壁和可溶性两组分中,XQ和KQ的Pb在两组分中的分布比例总和分别大于81%和89%,XQ和KQ的Cd在两组分中分布比例总和分别大于83%和88%,KQ中分布比例更高;在所有处理浓度下,XQ和KQ中Pb和Cd大部分以低毒的氯化钠和醋酸两种提取态存在,XQ和KQ中Pb的这两种提取态分布比例之和分别大于53%、55%,XQ和KQ中Cd的这两种提取态分布比例之和分别大于64%、67%,KQ中占比高于XQ,表明KQ对Pb和Cd的高耐受性依赖于更强的区室化作用和解毒能力。(2)KQ对Pb和Cd的耐受性高于XQ,主要表现为Pb和Cd处理对KQ生物量的抑制作用更弱。Pb和Cd处理对XQ叶绿素a/b比值的影响不明显,但引起KQ叶绿素a/b值的显著降低(Pb处理由3.83降至1.75;Cd处理由3.83降至2.41),提高了KQ对弱光的利用能力。此外,KQ在高浓度Pb和Cd处理下的谷胱甘肽、总黄酮和槲皮素含量的升高幅度相较于XQ更大(Pb2000处理下,XQ、KQ总黄酮含量较对照增幅分别为55.11%、64.62%;Cd15处理下,XQ、KQ总黄酮含量较对照增幅分别为71.51%、79.62%),更能有效抵御Pb和Cd处理产生的氧化损伤,是KQ对Pb和Cd耐受能力更强的重要生理基础。(3)Pb和Cd处理对高黄酮含量苦荞麦XQ基因表达的扰动相较于低黄酮含量苦荞麦KQ更强。XQ在Pb和Cd处理下的差异表达基因主要富集在氨基酸代谢、淀粉和蔗糖代谢以及脂质代谢等与植物生长相关的过程,而KQ则更多的参与了离子稳态(Caheap bioleaching转运蛋白和Fe转运蛋白)、抗氧化(氧化还原酶活性、谷胱甘肽代谢和黄酮生物合成)以及液泡对Pb和Cd的区室化分布(ABC转运蛋白)等重金属解毒过程,这是KQ对Pb和Cd耐受能力强于XQ的分子机制。