不同形态硅对砷胁迫下小麦光合生理、砷累积及相关基因表达的影响
南昌理工学院新能源与环境工程学院;南昌理工学院医学院
- 摘 要：
- 采用盆栽土培试验，以无砷（As）胁迫处理（CK）为对照，设置30 mg/kg As胁迫处理（AS）及砷胁迫下施用纳米硅（NSi）、无机硅（ISi）、有机硅（OSi）与复合处理（NSi+ISi、NSi+OSi、ISi+OSi、NSi+ISi+OSi）,探索不同形态硅对As胁迫下小麦光合生理、As亚细胞分布及相关调控基因表达的影响。结果表明，As胁迫下小麦光合生理受到显著影响、As含量增加，细胞生理受到显著影响。As胁迫下不同形态硅及其组合处理均提高了光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）含量、改善了叶绿素荧光参数(Fv/Fm、ΦPSⅡ、NPQ、qP),上调了相关重金属调控基因（TaPCS1、TaMT1、TaHMA3）的表达，且增加了细胞壁对As的劫持能力，并促进As在液泡区室化，整体而言以纳米硅组合处理（NSi+OSi、NSi+ISi+OSi）效果较佳。此外，As胁迫下，NSi+OSi、NSi+ISi+OSi处理植株Si含量显著增加，生物富集系数（BCF）、转移系数（TF）及As含量显著降低，均以NSi+OSi优于NSi+ISi+OSi处理。综上，30 mg/kg As胁迫下不同形态硅及其组合处理可保护光合色素降解、提高光合效率、诱导重金属调控基因表达，并通过促进As的区室化从而降低As累积对小麦的负面影响，以纳米硅与正硅酸乙酯组合施用（NSi+OSi）效果最佳，其BCF、TF分别降低6.53%～76.94%、5.02%～21.45%。
关键词：硅;砷胁迫;荧光特性;亚细胞分布;重金属调控基因
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