根际苹果酸联合叶面木槿叶提取物促进菠菜对多金属手术废水的植物修复

《BMC Plant Biology》：Regulation of multi-metal stress responses in spinach by malic acid and Moringa leaf extract: implications for plant performance and phytoextraction

　　

摘要

多金属污染是利用高生物量植物（如菠菜（Spinacia oleracea L.））从手术行业废水中进行植物提取的主要限制因素。本研究调查了在含有较高浓度镍、铜和铅的 50% 和 100% 真实手术废水条件下，根际施用苹果酸（10 mM）与 Moringa oleifera 叶提取物（MLE）联合应用对菠菜生长、抗氧化防御和多金属积累的影响。未处理的 100% 废水使植株高度降低了 65.8%，造成了氧化损伤并抑制了生物量生产。10 mM 苹果酸 + MLE 的双重处理完全逆转了这些影响，例如植株高度恢复了 42.8%；在 100% 废水条件下，根部 SOD 活性从 34.25 增强至 53.06 单位毫克蛋白^-1；活性氧（ROS）减少并维持了光合色素。同时，苹果酸增加了金属的生物有效性，导致根部绝对积累量显著增加（在 100% 废水条件下，根部铜为 7046.67 μg，根部镍为 10510.69 μg）。针对含有多种金属且在真实条件下使用的手术废水（SWW），苹果酸和 MLE 的根际 - 叶面联合施用尚未在菠菜中进行研究。这是首次报告在真实多金属手术废水下同时根际施用苹果酸和叶面施用 Moringa oleifera 叶提取物。这种双途径策略不仅增强了铜、铅和镍的绝对积累量，还显著缓解了氧化应激，恢复了生长和光合性能，表明了一种利用高生物量作物进行植物提取的低成本方法。

图形摘要

多金属污染是利用高生物量植物（如菠菜（Spinacia oleracea L.））从手术行业废水中进行植物提取的主要限制因素。本研究调查了在含有较高浓度镍、铜和铅的 50% 和 100% 真实手术废水条件下，根际施用苹果酸（10 mM）与 Moringa oleifera 叶提取物（MLE）联合应用对菠菜生长、抗氧化防御和多金属积累的影响。未处理的 100% 废水使植株高度降低了 65.8%，造成了氧化损伤并抑制了生物量生产。10 mM 苹果酸 + MLE 的双重处理完全逆转了这些影响，例如植株高度恢复了 42.8%；在 100% 废水条件下，根部 SOD 活性从 34.25 增强至 53.06 单位毫克蛋白^-1；活性氧（ROS）减少并维持了光合色素。同时，苹果酸增加了金属的生物有效性，导致根部绝对积累量显著增加（在 100% 废水条件下，根部铜为 7046.67 μg，根部镍为 10510.69 μg）。针对含有多种金属且在真实条件下使用的手术废水（SWW），苹果酸和 MLE 的根际 - 叶面联合施用尚未在菠菜中进行研究。这是首次报告在真实多金属手术废水下同时根际施用苹果酸和叶面施用 Moringa oleifera 叶提取物。这种双途径策略不仅增强了铜、铅和镍的绝对积累量，还显著缓解了氧化应激，恢复了生长和光合性能，表明了一种利用高生物量作物进行植物提取的低成本方法。

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