4、不同處理組生菜品質指標的變化

（1）基本營養(yǎng)指標的變化

由圖4A可知，當添加不同濃度的As（Ⅴ）時，生菜葉中維生素C的含量均高于CK組，其中As（Ⅴ）添加濃度為0.5mg·kg^-1時，生菜葉中維生素C的含量較CK提高了65.38%。在CK處理中添加腐植酸，生菜維生素C的含量無明顯變化，而在砷酸鹽處理組添加腐植酸可顯著提高生菜中維生素C的含量。當腐植酸添加濃度為5mg·L^-1時，維生素C含量達到最大，較V-10處理增加了92.27%。有研究報道，維生素C與植物抗逆能力呈正相關，不超標情況下，添加適量砷可提高生菜中維生素C含量，腐植酸促進維生素的積累可能與光合作用水平提高有關，并且過量的腐植酸添加會引起葉綠體損傷，這與本文研究結果一致。

如圖4B所示，不同濃度砷酸鹽處理組，生菜的總酚含量無顯著差異。而在10mg·L^-1As（Ⅴ）的培養(yǎng)液中添加腐植酸時，生菜中總酚的含量隨著腐植酸添加濃度的升高呈先升高后降低，當腐植酸濃度為5mg·L^-1時，相比V-10處理組總酚含量增加了21.83%，與前述營養(yǎng)指標類似，進一步提高腐植酸濃度到10mg·kg^-1時，總酚的含量下降。

如圖4C所示，生菜中可溶性糖含量隨著砷酸鹽濃度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在添加0.5mg·L^-1As（Ⅴ）后，生菜的可溶性糖含量顯著升高，相較CK組升高了61.62%，而As（Ⅴ）濃度高于0.5mg·L^-1時，生菜的可溶性糖含量相較CK處理組下降，當As（Ⅴ）濃度為10mg·L^-1時，生菜可溶性糖下降了18.67%。在砷酸鹽處理組添加腐植酸會使生菜中可溶性糖含量下降，在加入10mg·L^-1的腐植酸后，與V-10處理組相比，可溶性糖含量下降了22.30%。劉華琳的研究指出，砷毒害使植物還原糖、非還原糖、可溶性總糖含量增加，α-淀粉酶、β-淀粉酶、蔗糖磷酸化酶活性下降，蔗糖合成酶、酸性轉化酶、淀粉磷酸化酶活性升高，進而導致水稻幼苗碳代謝紊亂。

如圖4D所示，隨著外源砷酸鹽添加濃度的升高，生菜所含硝酸鹽的含量呈先降低后升高的趨勢，當As（Ⅴ）添加濃度為0.5mg·L^-1時，生菜中硝酸鹽含量最低為216.89mg·kg^-1，相比CK處理組下降了53.73%，隨著砷酸鹽濃度進一步提高，生菜中硝酸鹽的含量顯著升高，在10mg·L^-1處理組，生菜中的硝酸鹽含量較CK組升高了391.83%。Mao等研究發(fā)現(xiàn)，硝酸鹽轉運蛋白在植物響應重金屬脅迫中具有重要作用，植物吸收NO-3可提高對重金屬的耐受性。所以重金屬脅迫會促進植物對硝酸鹽的吸收。從添加腐植酸的結果看，相比CK，添加腐植酸對生菜中硝酸鹽的含量沒有顯著影響，在含As（Ⅴ）的培養(yǎng)液中添加腐植酸時，生菜中硝酸鹽隨著腐植酸添加濃度的增加呈顯著下降趨勢，當腐植酸的添加濃度為5mg·L^-1時，生菜中的硝酸鹽含量最低為775.42mg·kg^-1，較V-10處理組降低了66.37%，進一步提高腐植酸添加量，生菜中硝酸鹽的含量具有回升趨勢，說明適量的腐植酸添加，可以顯著降低生菜中硝酸鹽的含量。

維生素C是一種還原劑，可使SOD酶活性增強，從而提高機體免疫力，對人類防癌和抗衰老有重要作用?？扇苄蕴强梢跃S持植物細胞的結構，調(diào)節(jié)細胞的滲透壓，而攝入硝酸鹽含量較高的蔬菜會增加人體患腸胃癌等疾病的幾率。從本文的結果看，V-0.5處理組的維生素C和可溶性糖含量最高，硝酸鹽含量最低。可見，在生菜葉內(nèi)砷含量不超標的條件下，外源砷濃度為0.5mg·L^-1會提高生菜的品質。腐植酸可促進根系生長，提高根系活力，同時促進植物的光合作用，以此增強作物抗逆性，提高作物品質和產(chǎn)量。

在高濃度砷處理組中，V10HA5處理組的維生素C含量最高，硝酸鹽含量最低，說明添加適量腐植酸可以提高生菜的品質，過量的腐植酸不僅造成資源浪費，對蔬菜品質的改善效果也會降低。

（2）游離氨基酸的變化

圖5A為根據(jù)砷處理組與CK組生菜氨基酸含量做PLS-DA分析得到的VIP圖。由圖可看出，應對砷酸鹽脅迫的主要差異表達氨基酸類型為谷氨酸（GLU）和精氨酸（ARG），其中不同砷處理組生菜ARG表達水平均有不同程度的下調(diào)，V-10處理組相比CK組，GLU表達水平下降了19.69%，ARG表達水平下降了90.31%。

圖5B主要表示腐植酸對生菜中氨基酸表達水平的影響，結合PLS-DA分析及VIP得分可知，GLU和ARG同時也是腐植酸添加后所引起的主要差異表達氨基酸類型。其中腐植酸上調(diào)了GLU的表達水平，與CK組相比，CKHA5處理組GLU的表達水平提高了34.71%，與V-10處理組相比，V10HA1處理組GLU的表達水平提高了44.55%；同時腐植酸的添加也引起了ARG表達水平的提高，與CK組相比，CKHA5的ARG表達水平升高了62.84%，與V-10處理組相比，V10HA1的ARG表達水平升高了801.26%。

在細胞質和葉綠體中，GLU在△1-吡咯琳-5羧酸合成酶（P5CS）和△1-吡咯琳-5羧酸還原酶（P5CR）的作用下合成脯氨酸，脯氨酸在植物細胞中起著重要作用，可以作為滲透劑、羥自由基清除劑，還可以作保護酶的相溶性溶質。植物體內(nèi)的P5CS通常有兩個同源的P5CS基因編碼，這兩個同源的P5CS在不同脅迫條件下的表達水平存在差異。砷脅迫下，植物中脯氨酸的含量通常會增加，則作為底物的GLU降低，這與本文結果相符。而在腐植酸處理組中，腐植酸的添加增加了植物中GLU的含量，表明腐植酸在一定程度上降低了植物的脅迫。從本研究也可看出，ARG在砷脅迫下受到顯著影響。ARG是抗氧化性氨基酸，具有良好的清除自由基能力，是生成多胺、一氧化氮和GLU等的前體物質，而多胺、一氧化氮是植物體內(nèi)重要的信使分子，參與生長發(fā)育、抗逆等幾乎所有的生理生化過程。Capone等的研究表明，ARG代謝有利于植物對逆境的感知和識別。砷脅迫下，ARG含量不同程度降低，表明ARG可能生成了許多作為信使分子的多胺和一氧化氮。而腐植酸的添加在一定程度增加了ARG的含量，降低了植物的砷脅迫。

四、結論

（1）隨著砷酸鹽添加濃度的增加，生菜產(chǎn)酸代謝增強，添加腐植酸能夠明顯緩解生菜的產(chǎn)酸脅迫作用。

（2）當砷酸鹽添加濃度低于3.5mg·L^-1時，在生菜各生長時期，可食部分葉中的砷含量均不超國家限量標準。腐植酸在生菜生長初期會促進砷在莖和葉中的積累，中期會顯著降低葉中砷的含量，后期會增加葉中砷的積累。

（3）當砷酸鹽添加濃度為0.5mg·L^-1時，可促進生菜的生長，同時會增加生菜葉中的葉綠素含量。而添加腐植酸可以顯著改善由于高濃度砷脅迫導致的生菜生長抑制作用。

（4）腐植酸可上調(diào)由于砷脅迫而降低的與抗逆相關的GLU和ARG含量，適量的腐植酸添加可顯著改善生菜的營養(yǎng)品質，在砷酸鹽處理組，5mg·L^-1的腐植酸添加對改善生菜營養(yǎng)品質具有較好的效果。

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