信号分子硫化氢参与硫肥缓解铝对水稻生长抑制作用的机制

文献类型： 中文期刊

第一作者： 魏倩倩

作者： 魏倩倩;汪玉磊;孔海民;徐青山;颜玉莲;潘林;迟春欣;孔亚丽;田文昊;朱练峰;曹小闯;张均华;朱春权

作者机构：

关键词： 铝胁迫;硫酸钾;硫化氢;抗氧化酶系统;水稻

期刊名称： 中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2024 年 003 期

页码： 290-302

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】探究基于施硫肥提高水稻体内硫化氢（H2S）生成缓解水稻在酸性土壤中铝（Al）毒害的栽培方式及其内在机制。【方法】以Al敏感品种Kasalath为试验材料，设置CK,CK+S（硫肥），CK+NaHS（H2S供体），Al,Al+S,Al+NaHS六个盆栽处理，通过测定不同时期水稻体内H2S含量、Al含量、抗氧化系统酶活性，分蘖期根系和光合作用相关指标，明确外源施加硫肥通过调控水稻体内H2S生成缓解Al毒的机制。【结果】与Al处理相比，Al+S处理显著提高水稻体内H2S含量，叶片中的H2S含量在分蘖期和齐穗期分别增加了19.27%和34.99%；根部H2S含量在分蘖期、齐穗期和成熟期分别增加了39.72%、21.08%和30.73%。相比Al处理，Al+S处理显著促进了分蘖期水稻根系的生长，提高了水稻的光合作用能力，同时降低了不同时期水稻根茎叶中的Al含量，在分蘖期分别下降了40.98%、28.47%和24.18%；齐穗期下降了14.58%、50.30%和13.17%；成熟期下降了14.44%、29.78%和8.70%。进一步研究发现，Al+S处理显著增强了水稻体内抗氧化酶（SOD、CAT、APX、POD）的活性，降低了水稻体内过氧化氢（H2O2）、丙二醛（MDA）、超氧阴离子（O2-·）含量，增加了与细胞质Al在液泡中进行分室相关的基因Os ALS1以及与修复被Al破坏的细胞壁相关基因OsSTAR1和OsSTAR2的相对表达量。同时，外源施加硫肥还通过调控土壤pH值降低水稻根际土中交换态Al、无机吸附态Al和水溶态Al的含量，增加Al的水合物和氢氧化物的含量。Al+NaHS处理具有同样的效果。【结论】外源增施硫肥能够通过提高水稻体内的H2S含量缓解Al对水稻根系生长和光合作用的抑制，提高抗氧化系统酶活性降低Al对水稻的过氧化损伤，同时促进液泡对水稻细胞质Al的区室化作用，降低细胞壁对Al的吸附或改变土壤中Al的形态，最终降低水稻根系内的Al含量来缓解Al对水稻生长的抑制作用。

分类号： S511

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