硫素对小花南芥同化关键酶活性与铅富集的影响

为从生理学角度研究硫元素施加对小花南芥(Arabisalpina L.var.parviflora Franch)硫同化关键酶活性及富集铅的影响,设置铅(Pb2+1000 mg·kg^(-1))胁迫下施用不同浓度(0、25、50、100、200、400 mg·kg^(-1))硫处理的盆栽试验,测定植株体内铅、硫和硫合成物质含量以及硫同化关键酶活性,分析施硫条件下小花南芥生长、硫同化关键酶活性、铅含量的变化规律以及硫同化关键酶对小花南芥累积铅的影响。结果表明:与对照相比,硫处理浓度为400 mg·kg^(-1)时小花南芥地上部和地下部生物量分别显著增加125.80%和71.50%,在硫处理浓度为50 mg·kg^(-1)时,地上部生物量差异不显著,但总根投影面积、总根表面积和总根体积显著增加了1.2、1.4倍和4.5倍,小花南芥地上部硫酸化酶(ATPS)、γ谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-ECS)、半胱氨酸合成酶(OAS-TL)、亚硫酸盐还原酶(SUR)活性分别增加了21.66%、29.80%、15.08%、48.95%,地下部和地上部的半胱氨酸含量分别增加了18.10%、11.93%;硫处理浓度为100 mg·kg^(-1)时,小花南芥地上部乙酰丝氨酸水解酶(OASS)、螯合肽合成酶(PCSase)、腺苷酰硫酸还原酶(APSR)活性分别显著增加了24.27%、19.29%、36.71%,地上部的半胱氨酸含量增加了7.96%;在硫处理浓度为50、100 mg·kg^(-1)时铅的富集系数大于1。小花南芥地上部铅含量与地上部OAS-TL、γ-ECS和SUR存在显著正相关性;小花南芥地下部铅含量与地下部γ-ECS和APSR存在显著正相关性,与地下部OAS-TL、半胱氨酸(Cys)和PCSase存在显著负相关性。研究表明,适当施硫(50~100 mg·kg^(-1))可以促进小花南芥的生长,改变根系形态,提高硫同化关键酶活性和含硫化合物的含量,增强小花南芥对铅的富集和耐受能力。