楊樹適應性強、速生性突出，是我國面積最大、分布最廣的生態(tài)綠化和工業(yè)用材樹種，也是重金屬污染植物修復的重要樹種。西北農(nóng)林科技大學青年教師張一帶領的科研團隊，發(fā)現(xiàn)增加氮營養(yǎng)對于楊樹耐受干旱及重金屬脅迫具有重要作用。相關成果發(fā)表于《生態(tài)毒理學和環(huán)境安全》。
張一研究團隊發(fā)現(xiàn)，與低氮相比，適量氮素添加促進了楊樹細根的增生，增加了木質部導管發(fā)生頻率，增強了干旱下木質部的適應性發(fā)育，從而提高了干旱下水力學安全性；氮素增加了葉片脫落酸、游離脯氨酸和類胡蘿卜素含量，促進了氣孔的調控，提高了瞬時水分利用效率，增強了楊樹耐干旱能力。部分關鍵基因在適量供氮后得到激活，包括激素信號轉導組分、抗氧化酶生物合成基因等。
研究表明，在鎘污染—低氮雙重脅迫下楊樹木質部的次生生長受到嚴重抑制，其抑制在充分供氮下得到部分緩解。在充分供氮時，莖的鎘生物富集系數(shù)在中度、重度鎘污染下分別達到3.07和0.91，莖干鎘積累量在重度鎘污染下達到每株164微克 。充分供氮提高了楊樹莖內(nèi)的激素及抗氧化物質水平，增強了抗氧化防御，也促進了莖干次生生長和木質部發(fā)育。這兩個因素共同增加了楊樹莖干對鎘的生物學富集效率，促進了楊樹對重金屬污染土壤的生物學修復。
研究還發(fā)現(xiàn)，氮素顯著改變了楊樹葉片的鎘積累特征及抗性適應策略。在充分供氮時，隨著鎘污染時間和強度的增加，葉片對鎘的富集系數(shù)和積累量增加，此過程中葉綠素濃度及凈光合速率未顯著降低，表明葉片保持了較強的鎘耐受能力，這源于葉片內(nèi)較高水平的內(nèi)源激素、酶類抗氧化物質和非酶類抗氧化物質含量，以及多個抗氧化酶合成基因的上調表達。（來源：中國科學報 靳軍）
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.04.014
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.05.031
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