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作者:王婧雅;王晓强;李俊营;闫奥函;常栋;许跃奇;陈征;付建邦;
单位:河南农业大学烟草学院/国家烟草栽培生理生化研究基地;河南省烟草公司平顶山市公司;
摘要:【目的】探究纳米氧化锌(nZnO)缓解烤烟镉(Cd)胁迫的效应。【方法】以烤烟品种K326为试验材料,通过生理指标检测和液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术分析Cd(200μmol/L)胁迫下nZnO(100 mg/L)对烤烟植株生物量、光合性能、抗氧化系统和代谢物丰度的影响。【结果】(1)nZnO显著缓解Cd胁迫对烤烟的生长抑制:烤烟地上部、地下部生物量分别增加97.94%、139.4%,烤烟叶片锌(Zn)元素含量增加453%,烤烟叶片Cd积累减少56%,Cd含量在细胞壁占比提升至57.54%,细胞质占比降低17.34%。(2)nZnO增加了Cd胁迫下烤烟叶片中抗氧化酶活性,最高增幅达271.6%,促进总叶绿素含量增加73.88%,减少了活性氧的积累,最高降幅达64.42%。(3)施用nZnO减少Cd胁迫下烤烟叶片脱落酸、生长素、茉莉酸、水杨酸与独角金内酯含量,增加了细胞分裂素及赤霉素含量。(4)nZnO可以调节烟株氨基酸的生物合成、磷酸戊糖途径等代谢通路来提高Cd的抗性。施用nZnO后,Cd胁迫下烤烟叶片的氨基酸及其衍生物、苯及其衍生物、醇、胺类等代谢物含量增加,而酚酸类、有机酸类和黄酮类等代谢物含量下降。【结论】nZnO通过提高抗氧化能力、改善激素和氨基酸代谢,进而缓解Cd胁迫对烤烟植株的生长抑制。
关键词:烤烟;;镉胁迫;;纳米氧化锌;;代谢组;;生理效应
基金资助:河南省烟草公司平顶山市公司科技项目“品牌导向型烟叶浓香特色彰显及质量提升技术研究与应用”(PYKJ202301)