根际施用一氧化氮缓解重金属污染下菠菜氧化胁迫及代谢调控的机制研究

为解决重金属污染土壤对作物生长的抑制问题，来自Lohta Varanasi的研究人员通过根际施用一氧化氮（NO）调控菠菜（Spinacia oleracea）的金属积累、氧化应激（H2O2、SOR、MDA）及抗氧化酶（SOD/POD/CAT）活性。结果表明100 μM NO处理显著提升生物量、改善叶片形态（SEM）并恢复代谢平衡（HRMS），为污染土壤作物安全生产提供可持续策略。

　　

研究探讨了外源一氧化氮（Nitric Oxide, NO）以硝普钠（Sodium Nitroprusside, SNP）形式施用于根际区后，对重金属污染土壤中菠菜（Spinacia oleracea）生理特性的调控作用。通过设置5个NO浓度（10、50、100、200和500 μM）及未处理污染土壤对照，分析发现100 μM NO处理效果最优：显著增加生物量，降低氧化应激标志物——过氧化氢（H₂O₂）、超氧自由基（Superoxide Radical, SOR）和丙二醛（Malondialdehyde, MDA）含量，同时超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）、过氧化物酶（Peroxidase, POD）和过氧化氢酶（Catalase, CAT）活性同步下降，表明氧化损伤得到缓解。扫描电镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）显示叶片表面结构完整性改善，高分辨质谱（High-Resolution Mass Spectrometry, HRMS）进一步证实代谢谱趋于平衡且植物体内金属离子浓度降低。该研究说明NO可通过调节抗氧化防御系统和代谢重编程有效缓解重金属毒性，为污染土壤中的作物可持续生产提供新思路。