亞鐵脅迫對甜菜幼苗礦質元素積累的影響

董寅壯，王 堽，於麗華，耿 貴,

（1黑龍江大學生命科學學院，哈爾濱 150080；2黑龍江大學現代農業與生態環境，哈爾濱 150080）

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干旱、鹽堿、高溫、重金屬等非生物脅迫會顯著抑制農作物的生長發育[1-2]。鐵元素(Fe)是植物生長發育過程中不可或缺的微量元素，植物能夠直接吸收土壤中的二價鐵(Fe2+)，適宜濃度Fe2+會促進植物的生長發育。在通氣良好的中性鈣質土壤中，鐵的有效性較低，往往以植物難以吸收利用的三價鐵形式存在[3]。但是在一些低洼淹水的土壤中，由于較低的氧化還原電位，Fe3+會被還原為植物能夠利用的Fe2+并不斷積累，最終對植物的生長產生負面作用[4]。

甜菜是黎科，甜菜屬，二年生草本植物，也是世界第二大糖料作物，在中國東北、西北和華北地區有著廣泛的種植區域[5]。鐵元素是甜菜生長過程中必須的微量元素，參與甜菜的葉綠素合成與細胞內的氧化還原反應和電子傳遞[6]，另外鐵元素還是植物中許多參與呼吸作用的酶的成分。適宜濃度的鐵能夠促進甜菜的生長，但是缺鐵會導致其葉片黃化、植株矮小等。同時，高濃度的Fe2+也會對其生長發育產生顯著的抑制作用。

研究發現，高鐵脅迫會影響豌豆葉綠體膜的脂肪酸組成，并且影響其光系統Ⅱ，增加了類囊體細胞色素b6/f的含量，導致光合速率下降[7]；另外，高濃度的Fe2+還會通過Fenton反應在植物組織中沉淀，導致活性氧(ROS)的積累，特別是羥自由基(·OH)[8]，從而不可逆地破壞植物的細胞結構、膜、DNA 和蛋白質[9]。同時，高濃度的Fe2+也會影響植物對其他礦質元素的吸收和利用[10-11]，而高鐵脅迫對甜菜礦質元素吸收的影響則鮮有報道。……