为减轻酸雨对植物生长的不利影响,探究Ca2+对植物耐酸性的调控机制,本文以五优308(抗性种)和南粳9108(敏感种)两个品种水稻为研究对象,研究外源Ca2+对低强度酸雨(pH 4.5,SAR1)和高强度酸雨(pH 3.0,SAR2)胁迫下水稻幼苗根系生长、氮(NO-3和NH+4)含量及吸收速率、ATP含量、质膜H+-ATPase活性及其磷酸化水平的影响.结果表明:SAR1处理下两个品种水稻的H+-ATPase磷酸化水平和活性增加(P<0.05),促进ATP分解,增加供能,使NH+4吸收增加(P<0.05),但NH+4仅在南粳9108根中过量积累(P<0.05),引起铵毒,造成根系生长抑制,五优308中NO-3和NH+4含量及其生长均未受影响(P>0.05).SAR2处理下,两个品种水稻质膜H+-ATPase活性和NO-3、NH+4吸收速率及含量均降低,根系生长受到抑制(P<0.05),其中南粳9108降幅大于五优308.Ca2++SAR1处理组两个品种水稻根系质膜H+-ATPase磷酸化水平和活性、NO-3和NH+4吸收和积累以及根系生长均与对照(叶喷去离子水处理)差异不显著(P>0.05).Ca2++SAR2处理下H+-ATPase活性、NO-3和NH+4吸收和积累以及根系生长低于对照(P<0.05),但显著高于单一SAR2处理(P<0.05).研究表明,外源Ca2+可有效保障模拟酸雨(pH 4.5、3.0)下质膜H+-ATPase磷酸化水平,促进H+-ATPase活性升高,缓解酸雨对NO-3和NH+4吸收的抑制,维持根系生长.其中,外源Ca2+对相同强度模拟酸雨胁迫下五优308的调控效果优于南粳9108,说明外源Ca2+对酸雨胁迫下植物氮吸收的影响不仅受酸雨强度限制,而且也会受品种影响.本实验中,外源Ca2+对不同强度酸雨胁迫下不同抗性水稻氮吸收均有调控效果,合理利用外源Ca2+将有助于调节酸雨区农作物的营养吸收,缓解酸雨对农业生产的危害.

外源Ca2+;模拟酸雨;水稻;耐酸性差异;氮吸收;质膜H+-ATPase磷酸化水平

张元棋;梁婵娟

江苏省厌氧生物技术重点实验室,江南大学环境与土木工程学院,江苏 无锡 214122;江苏水处理技术与材料协同创新中心,苏州科技大学,江苏 苏州 215009

农业环境科学学报

[1]张元棋;梁婵娟-.外源Ca2+对模拟酸雨胁迫下不同抗性水稻根系氮吸收的影响)[J].农业环境科学学报,2022(11):2468-2477

SAR1,SAR2,Ca2++SAR1,Ca2++SAR2,耐酸性差异

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