冬小麦对过量钼胁迫的代谢响应与耐钼机制
2021-09-27李启彪李路胡承孝谭启玲孙学成
李启彪,李路,2,胡承孝,谭启玲,孙学成
1.华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心,武汉 430070;2.西藏自治区农牧科学院农业质量标准与检测研究所,拉萨 850032
钼是对人类、动物和植物正常生长发育至关重要的一种营养元素,其参与合成的钼辅因子在生物代谢活动中起着不可替代的作用,但生物对钼的需求量很低,且从缺乏到适宜的浓度范围非常小[1]。岩石圈中钼的平均含量为2.3 mg/kg,但钼矿的开采活动产生的尾矿与废渣会增加钼在环境中的浓度,并在矿区附近造成土壤、地下水和农田污染[2-5]。现普遍认为当土壤中钼含量高于10 mg/kg即会造成污染,但在我国的葫芦岛市、赤峰市、闽东地区,美国的加利福尼亚州以及加拿大哥伦比亚省等地区的钼矿区已发生的钼污染都远超该限值,如我国葫芦岛矿区周边果园土壤的平均钼含量高达720.61 mg/kg[6-10]。
大量研究表明,过量的钼会使植物受到氧化胁迫进而影响生长和产量[11-12],会扰乱类囊体排列并抑制光合作用[13],还会引起其他矿质营养元素如Mn、Mg的缺乏等症状[11]。同时许多植物对高浓度的钼有着较强的耐受能力,即使在受到钼污染的环境下也没有表现出毒性性状。据报道,黑麦草、玉米即使在含有1 000 mg/kg钼的土壤中也能正常生长[14],白菜幼苗暴露在10 mmol/L的钼酸钠下时叶绿素含量也没有明显变化[15],而小麦在土壤钼含量高达1 000 mg/kg下长势与产量也不受明显影响,说明小麦也拥有较强的耐钼能力[16-17]。
小麦作为世界产量最高、分布最广的粮食作物,部分小麦产区已有土壤钼污染的报道,如我国陕西省洛南县黄龙浦钼矿区的小麦农田土壤钼含量可达193 mg/kg[18],但目前过量钼胁迫对小麦生长的影响及其机制尚未明确。……
