硒、硅对镉胁迫下小麦生长、生理特性及镉分布的影响

Effects of selenium and silicon on wheat growth,physiological characteristics and Cd distribution under cadmium stress

硅(Si)和硒(Se)是缓解环境胁迫的2种有益元素,然而,关于Si-Se相互作用对镉(Cd)毒性的影响及相关机制仍知之甚少。采用盆栽土培试验,基于Cd胁迫(15 mg/kg)设置Si、Se单一或组合处理,以不施Cd、Si、Se为对照(CK),探索Si、Se对Cd胁迫下小麦生长、Cd分布及生化参数的影响。结果表明,Si和Se均能有效缓解Cd毒性,且二者具有明显的协同作用。与Cd处理相比,Si、Se单一和组合施用均显著促进了小麦植株的生长及光合参数特性(P<0.05),降低了植株根系和地上部中的丙二醛(MDA)含量,抑制了Cd向上运动,导致地上部Cd浓度显著降低34.04%~69.69%。同时,Si+Se结合使用增加了根系抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PC)及Cd在根系细胞壁和细胞器中的分布。此外,与Cd处理相比,Si+Se结合使用降低了HMA3的相对丰度,上调了TM20、HMA2的表达水平。综上,Si和Se对Cd毒性改善的协同作用主要通过调节Cd转运基因表达,促进根细胞壁和细胞器螯合Cd以及减少Cd向地上部转移所实现。