4、不同處理組生菜品質(zhì)指標(biāo)的變化

（1）基本營養(yǎng)指標(biāo)的變化

由圖4A可知，當(dāng)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(dāng)腐植酸添加濃度為5mg·L^-1時，維生素C含量達(dá)到最大，較V-10處理增加了92.27%。有研究報(bào)道，維生素C與植物抗逆能力呈正相關(guān)，不超標(biāo)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(jìn)維生素的積累可能與光合作用水平提高有關(guān)，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(jié)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(dāng)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(biāo)類似，進(jìn)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(dāng)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(zhuǎn)化酶、淀粉磷酸化酶活性升高，進(jìn)而導(dǎo)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(dāng)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(jìn)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(zhuǎn)運(yùn)蛋白在植物響應(yīng)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(jìn)植物對硝酸鹽的吸收。從添加腐植酸的結(jié)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(dāng)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(jìn)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(qiáng)，從而提高機(jī)體免疫力，對人類防癌和抗衰老有重要作用。可溶性糖可以維持植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)細(xì)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(jié)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?？梢?，在生菜葉內(nèi)砷含量不超標(biāo)的條件下，外源砷濃度為0.5mg·L^-1會提高生菜的品質(zhì)。腐植酸可促進(jìn)根系生長，提高根系活力，同時促進(jìn)植物的光合作用，以此增強(qiáng)作物抗逆性，提高作物品質(zhì)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(zhì)，過量的腐植酸不僅造成資源浪費(fèi)，對蔬菜品質(zhì)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(yīng)對砷酸鹽脅迫的主要差異表達(dá)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(dá)水平均有不同程度的下調(diào)，V-10處理組相比CK組，GLU表達(dá)水平下降了19.69%，ARG表達(dá)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(dá)水平的影響，結(jié)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(dá)氨基酸類型。其中腐植酸上調(diào)了GLU的表達(dá)水平，與CK組相比，CKHA5處理組GLU的表達(dá)水平提高了34.71%，與V-10處理組相比，V10HA1處理組GLU的表達(dá)水平提高了44.55%；同時腐植酸的添加也引起了ARG表達(dá)水平的提高，與CK組相比，CKHA5的ARG表達(dá)水平升高了62.84%，與V-10處理組相比，V10HA1的ARG表達(dá)水平升高了801.26%。

在細(xì)胞質(zhì)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(xì)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(hù)酶的相溶性溶質(zhì)。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(dá)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(jié)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(zhì)，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(jié)論

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

（2）當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)。腐植酸在生菜生長初期會促進(jìn)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(dāng)砷酸鹽添加濃度為0.5mg·L^-1時，可促進(jìn)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(dǎo)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(guān)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(zhì)，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(zhì)具有較好的效果。

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