羧基化多壁碳纳米管、混合盐及其复合胁迫对水稻幼苗生理特性的影响

将水稻(Oryza sativa L.)幼苗悬浮培养于含有羧基化多壁碳纳米管MWCNTs-COOH (0、2.5、5.0、10. 0 mg/L)、50 mmol/L混合盐(1NaCl∶9Na_2SO_4∶9NaHCO_3∶1Na_2CO_3),以及MWCNTs-COOH+混合盐的复合溶液中,10 d后检测叶片生理生化指标变化,研究MWCNTs-COOH复合盐碱胁迫对水稻幼苗的毒性及生态风险。结果显示,与对照组相比,MWCNTs-COOH单一组诱导下水稻叶片O_2~(·-)和H_2O_2的产生不明显,而混合盐组和混合盐+MWCNTs-COOH复合组均诱导了O_2~(·-)和H_2O_2产物的大量累积。MWCNTs-COOH与混合盐复合后,加剧了O_2~(·-)和H_2O_2的累积,并有明显的浓度效应。活性氧(ROS)作为信号分子在一定程度上诱导了各处理组部分抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX)活性的升高;与混合盐组相比,低浓度混合盐+MWCNTs-COOH复合组中叶绿素a和胡萝卜素含量呈一定程度的升高; MWCNTs-COOH与混合盐复合后,抑制了叶片中可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)的合成,致使相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量显著升高。上述抗氧化酶活性及叶绿素a和胡萝卜素含量的升高对缓解水稻叶片氧化损伤、维持正常的光合电子传递及对过剩光能的热耗散是有益的,是水稻幼苗重要的防御机制。本研究表明MWCNTs-COOH单一处理在一定程度上诱导了水稻叶片的氧化胁迫和应激响应,与混合盐复合后加剧了叶片的氧化胁迫和应激损伤。