黄铁矿和谷氨酸对砷酸盐生菜毒性的调控研究

为探究含铁矿物和有机物添加对生菜砷酸盐毒性的调控作用，采用高分辨扫描电镜和X射线光电子能谱表征培养液中外源添加物与砷（As）之间的相互作用，采用高效液相色谱串联电感耦合等离子体质谱法测定不同处理组生菜中As的存在形态及累积变化状况，并综合考察了营养元素含量、超氧化物酶浓度和丙二醛含量等抗氧化系统和纤维素等指标的变化。结果表明：培养液中的As通过物理吸附或化学作用力结合在黄铁矿表面，添加谷氨酸促进了该过程的发生，从而抑制了As从植物根部向可食部的迁移。当生菜生长至第20~40天，相比黄铁矿单独处理，黄铁矿和谷氨酸组合处理使无机As浓度降低35.9%，总As浓度降低16.9%；与谷氨酸单独处理相比，无机As浓度降低4.0%，总As浓度降低21.8%。在植物叶片中，相比As （Ⅴ）单独处理组，黄铁矿和谷氨酸的添加使叶质量和叶绿素含量分别提高了20.8%~30.8%和17.1%~25.5%，通过增加叶片中超氧化物酶的合成限制活性氧在体内的积累，减少脂质过氧化反应。黄铁矿添加具有促进营养元素吸收的作用，而谷氨酸添加有利于缓解由As胁迫引起的植物氧化应激作用。相比黄铁矿单独处理，黄铁矿和谷氨酸组合处理更有利于植物对镁（Mg）、锰（Mn）、铜（Cu）和铁（Fe）元素的吸收，增强植物对As的抗逆性。同时，与谷氨酸或黄铁矿单独处理相比，二者组合处理提升了植物的品质，分别使维生素C含量提高了42.5%和69.3%，纤维素含量提高了21.2%和374.6%，蛋白质含量提高了71.4%和21.4%。研究表明，黄铁矿和谷氨酸组合处理能有效降低溶液中As的迁移和生菜叶片中As的积累，有利于植物体中活性氧的清除，并可提高植物对营养元素的吸收，促进品质改善。

Implications of pyrite and glutamate in arsenate toxicity in lettuce