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GA3对Cu胁迫下菠菜幼苗矿质元素吸收、细胞超微结构的调控效应及其耐Cu机理研究

2019-11-04公勤李兆华王玲宋雅琦康群戴同威

生态环境学报 2019年9期
关键词:植物

公勤 ,李兆华 ,王玲,宋雅琦,康群,戴同威

1. 湖北大学资源环境学院,湖北 武汉 430062;2. 新疆农业职业技术学院,新疆 昌吉 831100;3. 湖北省农村安全饮水工程技术研究中心,湖北 武汉 430062

Cu是自然界广泛存在的一种金属元素。近年来,由于铜矿肆意开采和冶炼,农业中含Cu农药、含Cu粪肥,以及污水灌溉的不合理使用,导致土壤中 Cu 含量超标(Upadhyay et al.,2010;Możdżeń et al.,2016)。过量的Cu会抑制植物生长,降低光合作用,破坏质膜完整性,扰乱矿质元素吸收以及改变细胞超微结构(Zhang et al.,2010)。植物应对Cu毒害已经进化出多种机制,如将Cu与细胞壁结合、与植物螯合素螯合、液泡分隔等(Zhu et al.,2013),以提高植物对Cu的耐受性。

赤霉素(GA3)是一种重要的植物生长调节剂,除了具有促进细胞分裂、种子萌发、植物生长等作用,还能参与植物生理代谢、诱导信号传导(Lovegrove et al.,2000;Zhu et al.,2012),缓解重金属对植物毒害(Piotrowska-Niczyporuk et al.,2012),减少重金属在植物体内积累(Abd et al.,2009),提高植物的抗氧化能力(Alonso-Ramirez et al.,2009)。目前,GA3调节重金属对植物毒害的研究内容主要集中在重金属 Cd中,如 GA3缓解 Cd对龙葵Solanum nigrum(Ji et al.,2015)、银胶菊Parthenium hysterophorus(Hadi et al.,2014)、向日葵 Helianthus annuus(Ouzounidou et al.,2005)、万寿菊 Tageteserecta(Sun et al.,2013)和拟南芥Arabidopsis thaliana(Zhu et al.,2012)等植物的毒害作用,而GA3对其他重金属元素毒性的调节作用研究较少。

菠菜(Spinacia oleracea L.)是石竹目藜科的一种草本植物,具有叶面积大、相对生长率高、重金属吸收率高等特点,近年来,在科研中它与同科目的其他植物常用于观察其生长对重金属污染和毒性的响应研究(Naz et al.,2013;Alia et al.,2015)。Liu et al.(2005)、Khan et al.(2008)、Monu et al.(2008)的研究结果已表明菠菜具有一定的耐Cu性,本课题组前期的研究也得到了同样结果(Gong et al.,2019),但是该植物的耐Cu机理仍不清楚。因此,本研究以菠菜幼……

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