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  

Impacts of different forms of silicon on photosynthetic physiology,arsenic accumulation and related gene expression in wheat under arsenic stress

作　　者：甘志凯[1] 陈玮[2] 谌希[1] Gan Zhikai

机构地区：[1]南昌理工学院新能源与环境工程学院,江西南昌330044 [2]南昌理工学院医学院,江西南昌330044

出　　处：《江苏农业科学》2024年第2期65-72,共8页Jiangsu Agricultural Sciences

基　　金：江西省教育厅科学技术研究项目(编号:GJJ160387)。

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(F_(v)/F_(m)、Φ_(PSⅡ)、NPQ、q_(P)),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 

分 类 号：S512.101[农业科学—作物学]