硝态氮诱导细胞分裂素强化燕麦锶富集机制的研究

doi:10.11686/cyxb2023466

摘要/Abstract

摘要：

为探明硝态氮对燕麦锶富集能力的影响，以燕麦内蒙科艺1号为试验材料，采用土培盆栽试验，施加3个水平的金属锶（0、400和800 mg·kg^-1）和两个水平的硝态氮（0和100 mmol·L^-1）处理，在硝态氮处理30 d后，研究硝态氮在锶污染条件下对燕麦锶的富集和分布特征，生长指标以及叶片细胞分裂素浓度的影响。结果表明：1）燕麦幼苗的干重随着锶浓度的升高呈现降低的趋势，硝态氮缓解了金属锶对燕麦生长的抑制作用；2）燕麦富集锶的能力表现为根>叶>茎，硝态氮促进了燕麦对锶的富集作用，提高了燕麦对锶的转运系数；3）细胞分裂素含量随着硝态氮施加浓度增加而增加。细胞分裂素含量与转运系数呈正相关。综上所述，燕麦根部富集锶的能力最强；硝态氮可以诱导燕麦中细胞分裂素含量增加，促进其对锶的抗性。此研究可为强化植物修复锶污染土壤的研究提供理论依据。

关键词: 燕麦, 锶, 富集, 细胞分裂素

Abstract:

This research investigated the effect of nitrate nitrogen on strontium enrichment ability of oat （Avena sativa） seedlings. The oat variety “Neimengkeyi-1” was used in the experiment. Three levels of strontium （0， 400 and 800 mg·kg^-1） and two levels of nitrate nitrogen （0 and 100 mmol·L^-1） were applied as treatments in a pot experiment. After 30 days of nitrate nitrogen treatment， the strontium uptake and distribution patterns， growth index， and leaf cytokinin concentration of the oat seedlings were examined. It was found that： 1） The dry weight of oat seedlings decreased with increasing concentration of strontium. However， nitrate nitrogen alleviated the inhibitory effect of the strontium on the growth of the oats. 2） The ability of oat tissues to accumulate strontium ranked： root>leaf>stem. Nitrate nitrogen promoted the accumulation of strontium and increased the strontium translocation of strontium within oat seedlings. 3） The cytokinin concentration increased with increase in the nitrate nitrogen concentration. The cytokinin concentration was positively correlated with the translocation factor. In conclusion， capacity for strontium accumulation was strongest in the roots. Nitrate nitrogen enhanced increase in cytokinin concentration on exposure to strontium and the resistance to strontium in oats. This study provided data applicable to strengthening phytoremediation of strontium contaminated soil.

Key words: oat, strontium, accumulation, cytokinin

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图/表 9

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硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	干重Dry weight （mg）			根冠比 Root to shoot ratio
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf	根冠比 Root to shoot ratio
0	0	60±1Aa	71±12Aa	74±11Ba	0.41Ac
	400	57±2Bb	52±8Bb	61±4Bb	0.50Ab
	800	54±1Bc	44±11Bb	52±6Bc	0.56Aa
10	0	62±1Aa	76±14Aa	84±9Aa	0.39Bc
	400	59±3Aab	71±8Ab	75±4Ab	0.40Bb
	800	58±1Ab	68±11Ab	68±7Ab	0.43Ba

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	干重Dry weight （mg）			根冠比 Root to shoot ratio
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf	根冠比 Root to shoot ratio
0	0	60±1Aa	71±12Aa	74±11Ba	0.41Ac
	400	57±2Bb	52±8Bb	61±4Bb	0.50Ab
	800	54±1Bc	44±11Bb	52±6Bc	0.56Aa
10	0	62±1Aa	76±14Aa	84±9Aa	0.39Bc
	400	59±3Aab	71±8Ab	75±4Ab	0.40Bb
	800	58±1Ab	68±11Ab	68±7Ab	0.43Ba

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	富集浓度 Accumulation concentration （mg·kg^-1）
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf
0	0	5±1Ac	2±1Ac	2±1Ac
	400	186±3Bb	77±8Bb	89±4Bb
	800	274±31Ba	112±11Ba	151±12Ba
10	0	6±1Ac	3±1Ac	3±1Ac
	400	226±12Ab	97±8Ab	139±4Ab
	800	324±31Aa	152±11Aa	221±12Aa

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	富集浓度 Accumulation concentration （mg·kg^-1）
硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	根 Root	茎 Stem	叶 Leaf
0	0	5±1Ac	2±1Ac	2±1Ac
	400	186±3Bb	77±8Bb	89±4Bb
	800	274±31Ba	112±11Ba	151±12Ba
10	0	6±1Ac	3±1Ac	3±1Ac
	400	226±12Ab	97±8Ab	139±4Ab
	800	324±31Aa	152±11Aa	221±12Aa

硝态氮处理 Nitrate nitrogen treatment （mmol·L^-1）	锶处理 Strontium treatment （mg·kg^-1）	土壤pH值 Soil pH value
0	0	8.3±0.2Aa
	400	8.1±0.3Aa
	800	7.9±0.2Aa
10	0	6.3±0.5Ba
	400	6.4±0.3Ba
	800	6.2±0.3Ba