硫素对小花南芥体内含硫化合物与铅累积特征的影响

为探明含硫化合物促进小花南芥(Arabis alpina L. var. parviflora Franch)富集Pb的机理,采用外源添加不同硫浓度进行盆栽试验,通过测定谷氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽含量及酶活性,揭示超富集植物小花南芥体内含硫化合物对Pb累积特征的影响。结果表明:硫浓度为50 mg·kg-1处理下,小花南芥地上部、地下部生物量分别显著增加85.0%和46.2%;硫浓度为150、200 mg·kg-1处理下,土壤中有效态Pb含量分别显著增加3.6%和4.1%,小花南芥地下部Pb含量分别显著增加23.1%和32.8%;硫浓度为50、100 mg·kg-1处理促进了小花南芥对Pb的累积,富集系数分别显著增加64.2%和107.8%;硫处理显著提高了小花南芥体内含硫化合物含量及酶活性;小花南芥地下部Pb含量与地上部谷氨酸(Glutamine,Glu)含量呈极显著正相关,与地上部γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-glutamylcysteine synthetase,γ-GCS)和谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)活性呈显著正相关;小花南芥地下部Pb含量与地下部半胱氨酸(Cysteine,Cys)含量呈极显著正相关,与地下部γ-GCS、GR和谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione Stransferase,GST)活性呈显著正相关。研究发现,适量施硫能促进小花南芥体内含硫化合物的合成,提高关键酶活性和对Pb的富集能力,有利于对Pb污染土壤的修复。     

叶面喷施吲哚乙酸对小花南芥和玉米间作富集铅的影响

为探究吲哚乙酸（Indole-3-acetic acid，IAA）对小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）与玉米（Zea mays L.）间作的生理生化响应及富集铅（Pb）的影响，本研究设置Pb（1 000 mg·kg^-1）胁迫下叶面喷施不同浓度IAA（0、25、50、100 mg·L^-1）对间作植物生物量、抗氧化酶活性、光合特性和Pb富集特征的影响。结果表明：25 mg·L^-1浓度处理下间作小花南芥地下部分生物量比单作提高80.1%，间作小花南芥叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性较单作提高42.1%、20.3%和21.8%，丙二醛（MDA）含量降低25.8%，间作玉米叶片SOD、POD和CAT活性较单作提高40.1%、44.4%和50.0%，MDA含量降低10.9%。随着IAA处理浓度的增加，小花南芥和玉米净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度及叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均表现为先增加后减少，25、50 mg·L^-1处理下达到峰值后，100 mg·L^-1处理下有所减少。随着IAA处理浓度增加，间作小花南芥和玉米Pb富集系数先增加后减少，间作玉米转运系数增加。综上所述，25、50 mg·L^-1处理下，IAA通过提高玉米和小花南芥的抗氧化酶活性、增加光合色素的含量来增强光合作用，进而提升间作小花南芥对Pb的富集效应和玉米的耐受性。     

植物对重金属迁移途径及其影响因素的研究进展

土壤中重金属被植物吸收后,通过横向和纵向迁移到植物的不同部位中积累。横向迁移包括共质体和质外体的途径;纵向迁移包括木质部和韧皮部的途径。植物对Cd、Pb和Zn迁移的影响因素包括：屏障结构、转运和生理代谢物质及能量供应。通过重金属在植物体内的迁移特征的研究,为土壤重金属污染的植物修复和农业安全利用提供一定依据。     

硫素对小花南芥同化关键酶活性与铅富集的影响

为从生理学角度研究硫元素施加对小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）硫同化关键酶活性及富集铅的影响，设置铅（Pb²⁺ 1 000 mg·kg^-1）胁迫下施用不同浓度（0、25、50、100、200、400 mg·kg^-1）硫处理的盆栽试验，测定植株体内铅、硫和硫合成物质含量以及硫同化关键酶活性，分析施硫条件下小花南芥生长、硫同化关键酶活性、铅含量的变化规律以及硫同化关键酶对小花南芥累积铅的影响。结果表明：与对照相比，硫处理浓度为400 mg·kg^-1时小花南芥地上部和地下部生物量分别显著增加125.80%和71.50%，在硫处理浓度为50 mg·kg^-1时，地上部生物量差异不显著，但总根投影面积、总根表面积和总根体积显著增加了1.2、1.4倍和4.5倍，小花南芥地上部硫酸化酶（ATPS）、γ谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-ECS）、半胱氨酸合成酶（OAS-TL）、亚硫酸盐还原酶（SUR）活性分别增加了21.66%、29.80%、15.08%、48.95%，地下部和地上部的半胱氨酸含量分别增加了18.10%、11.93%；硫处理浓度为100 mg·kg^-1时，小花南芥地上部乙酰丝氨酸水解酶（OASS）、螯合肽合成酶（PCSase）、腺苷酰硫酸还原酶（APSR）活性分别显著增加了24.27%、19.29%、36.71%，地上部的半胱氨酸含量增加了7.96%；在硫处理浓度为50、100 mg·kg^-1时铅的富集系数大于1。小花南芥地上部铅含量与地上部OAS-TL、γ-ECS和SUR存在显著正相关性；小花南芥地下部铅含量与地下部γ-ECS和APSR存在显著正相关性，与地下部OAS-TL、半胱氨酸（Cys）和PCSase存在显著负相关性。研究表明，适当施硫（50~100 mg·kg^-1）可以促进小花南芥的生长，改变根系形态，提高硫同化关键酶活性和含硫化合物的含量，增强小花南芥对铅的富集和耐受能力。