外源亚精胺对镉胁迫下黑麦草的生理调控效应

为解决植物修复重金属污染时遇到的耐性受损和低生长量等问题,研究了外源亚精胺(spermidine, Spd)对黑麦草镉(cadmium, Cd)胁迫的缓解效应。采用水培试验,在0、5和10 mg·L^-1 Cd处理的基础上,添加0.1 mmol·L^-1 Spd,定量考察分析了Spd对黑麦草生长发育、抗氧化能力和Cd积累特征的影响。结果显示,Cd处理显著抑制了黑麦草的生长和生理耐性。Cd浓度为10 mg·L^-1时,添加Spd使黑麦草生物量与耐性指数(tolerance index, TI)分别显著提高了20.90%和20.89%,叶绿素(a、b和a+b)含量显著提高了24.05%~46.11%。Spd还可抑制叶片内氧化产物丙二醛(malondialdehyde, MDA)和过氧化氢(hydrogen peroxide, H₂O₂)的积累,使其含量分别降低16.73%和16.45%;对抗氧化系统指标的影响则不一致,其中过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性与抗坏血酸(ascorbic acid, ASA)含量分别显著上升了44.72%、100.12%和33.84%,过氧化物酶(peroxidase, POD)活性和谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量无显著变化。而当Cd浓度为5 mg·L^-1时,添加Spd仅使叶绿素(a+b)、H₂O₂、ASA和GSH含量变化显著。此外,Spd也显著影响了黑麦草对Cd的转运和地上部积累,与5 mg·L^-1和10 mg·L^-1 Cd单独处理相比,添加Spd使转运系数分别显著提高了7.07%和10.71%,使地上部Cd积累分别显著提高了8.98%和14.59%。本研究表明,添加外源亚精胺可通过调控上述指标改善Cd胁迫下植物的生长状况,增强生理耐性,同时还对其提取环境中的Cd有一定的促进作用。