纳米氧化铁浸种对小麦幼苗镉胁迫及生长生理的缓解效应

  • 摘要: 铁(Fe)是作物生长发育所必需的营养元素,在缓解重金属胁迫方面具有重要作用。纳米氧化铁(Fe2O3 NPs)因具有较高比表面积和反应活性,在增强作物抗逆性方面展现出良好潜力。为评估Fe2O3 NPs浸种对10 mg·L-1镉(Cd)胁迫下小麦幼苗的影响,本研究开展了不同浓度(25~100 mg·L-1)处理的水培试验。结果表明,Fe2O3 NPs浸种可显著缓解Cd毒害(P<0.05),且效应呈明显的剂量依赖性,以75 mg·L-1(T3)处理效果最优。与单一Cd胁迫组相比,T3处理显著降低了根系和地上部Cd含量,分别下降77.33%和48.23%;转运系数降至0.238,降幅达56.17%;地上部生物富集系数仅为0.039,降幅达77.06%(P<0.05)。亚细胞分布显示,Fe2O3 NPs诱导了根部Cd向细胞壁转移,使细胞壁结合态比例由20%显著提升至28%,截留能力提高约40%。此外,Fe2O3 NPs进一步改善了小麦幼苗的生长与光合生理状况,T3处理使地上部和根系干重分别显著增加103.92%和189.47%,叶绿素a含量较单一Cd胁迫组提高80.28%,并显著激活SOD、CAT和APX等抗氧化酶活性,降低MDA含量。然而,当Fe2O3 NPs浓度增至100 mg·L-1时,其缓解效果出现减弱趋势。研究表明,Fe2O3 NPs浸种主要通过增强根系细胞壁对Cd的截留能力并限制其向上转运,改善小麦幼苗生长与光合生理,有效降低了Cd对小麦幼苗的毒害效应。

     

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