劉藝瑄，劉才鑫，祖艷群，王磊，李祖然，王吉秀

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明 650201）

鉛（Pb）是一種毒性很強的重金屬元素。隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，農(nóng)田受到不同程度的鉛污染，據(jù)報道我國27 個省的表層土壤鉛含量高于全國背景值[1]。鉛污染已成為影響耕地安全和糧食安全的嚴重問題。鉛在土壤中的溶解度小，滯留時間長，是一種不可降解的環(huán)境污染物，在表土積累后，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并可通過食物鏈富集進而影響人類的健康[2]。在鉛脅迫下，植物體內(nèi)酶活性發(fā)生改變，影響植物對礦物元素的吸收利用，同時改變土壤中污染元素的遷移轉(zhuǎn)化。

硫是植物生長發(fā)育的重要營養(yǎng)物質(zhì)之一[3]。近年來研究表明，硫在植物對重金屬鉛耐受機制中發(fā)揮重要作用，與植物對鉛脅迫反應(yīng)機制密切相關(guān)。外源硫營養(yǎng)元素可促進超富集植物小花南芥累積鉛[4]，使小花南芥體內(nèi)含硫巰基化合物含量增加[5]。硫同化過程與植物響應(yīng)重金屬脅迫有著密切的聯(lián)系。硫通常以硫酸鹽（）的形態(tài)被植物根部所吸收[6]，植物吸收后，通過一系列的代謝同化過程生成半胱氨酸、胱氨酸和甲硫氨酸等[7]，進而生成多種含硫化合物螯合重金屬，降低其毒性。在植物響應(yīng)重金屬脅迫的硫同化過程中，硫同化關(guān)鍵酶起著至關(guān)重要的作用，但目前硫同化關(guān)鍵酶代謝如何調(diào)控小花南芥體內(nèi)硫化合物的合成及其對鉛的耐受機制尚不明確。

本研究選取云南會澤鉛鋅礦區(qū)周邊超富集植物小花南芥的種子，通過外源添加不同濃度的硫，研究硫營養(yǎng)元素施加對小花南芥富集鉛的調(diào)控及對硫同化關(guān)鍵酶的影響，旨在揭示硫同化關(guān)鍵酶對小花南芥耐鉛脅迫的調(diào)控機制。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試植物小花南芥（Arabis alpinaL.var.parvifloraFranch）屬于十字花科南芥屬植物。小花南芥種子采自云南會澤鉛鋅礦區(qū)廢棄地，試驗用土采自云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山科研基地。試驗地點為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山科研基地，試驗期平均氣溫為20 ℃，降水量為1 031 mm，相對濕度為74%，紫外線強度為3 級。試驗用土基本理化性質(zhì)見表1。

表1 試驗用土基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of the test soil

1.2 試驗設(shè)計

盆栽試驗于2021 年云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場溫室大棚進行，試驗基質(zhì)土采自后山自然植被下的土壤，自然風(fēng)干后過2 mm 篩，每盆裝4 kg土壤。參考《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15678—2018）中農(nóng)用地土壤鉛污染風(fēng)險管制值，設(shè)置鉛脅迫濃度為1 000 mg·kg-1（以純Pb2+計），以Pb（CH3COO）2溶液的形式與土充分混合均勻，平衡期為7 d；土壤與鉛均質(zhì)7 d后，設(shè)置不同硫濃度，采用Na2SO4（分析純）配制，以計，配制濃度分別為0（CK）、25（S25）、50（S50）、100（S100）、200（S200）、400（S400）mg·kg-1，向土壤中加入外源硫溶液，充分混合均勻，均質(zhì)期為7 d。每個處理3個重復(fù)，共計18盆，每盆移栽6株植物，隨機排列，培養(yǎng)時間為50 d，培養(yǎng)期間進行常規(guī)的澆水管理。移栽培養(yǎng)50 d 后，收集植物分地上部、地下部制樣備用，收集小花南芥根際土壤，自然風(fēng)干后過篩備用。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 土壤基本理化性質(zhì)

（1）參照鮑士旦[8]的測定方法測定全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質(zhì)、pH。

（2）土壤中鉛、硫含量：稱取0.1 g 風(fēng)干土樣置于50 mL三角瓶中，用適量蒸餾水潤濕，加濃硝酸3 mL，封口過夜，低溫加熱至微沸（140～160 ℃），待棕色氮氧化物基本趕完后，取下冷卻。沿壁加入高氯酸5 mL，繼續(xù)加熱，樣品呈灰白色糊狀，取下冷卻。將消化好的溶液過濾，轉(zhuǎn)移到50 mL 容量瓶中，用去離子水多次洗滌三角瓶，最后用去離子水定容至50 mL。用火焰原子吸收分光光度計（北京，普析通用TAS-990 原子吸收）測定鉛含量，采用全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀（ICAP6300）測定硫含量。

1.3.2 植物生長指標(biāo)

（1）根系形態(tài)：利用數(shù)字化掃描儀（STD1600 Epson，美國）掃描每盆6 株小花南芥的總根系，利用WinRhizo（Version 4.0B）對根系形態(tài)進行分析。

（2）生物量：收獲的植株樣先用自來水反復(fù)沖洗，后用去離子水浸泡10 min，最后再用去離子水洗凈，用吸水紙吸干多余水分。將植株地上部和地下部置于105 ℃烘箱中殺青30 min，然后75 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱取干質(zhì)量，計算生物量。

1.3.3 小花南芥地上部和地下部鉛含量

（1）稱取0.1 g植物干樣于消解罐中，加入3 mL硝酸后過夜，第2 天加入2 mL 30%過氧化氫，隨后將消解罐放入140 ℃烘箱（DHG-9145A）消解4 h，取出冷卻至室溫。將消化好的溶液過濾，濾液轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，用去離子水多次洗滌消煮罐壁，最后用去離子水定容到50 mL，測定鉛含量。

（2）富集系數(shù)=植株地上部鉛含量（mg·kg-1）/土壤鉛含量（mg·kg-1）

（3）轉(zhuǎn)運系數(shù)=植株地上部鉛含量（mg·kg-1）/植株地下部鉛含量（mg·kg-1）

（4）生物累積量（mg）=植株地上部鉛含量（mg·kg-1）×植物地上部生物量（kg）+植株地下部鉛含量（mg·kg-1）×植物地下部生物量（kg）。

1.3.4 小花南芥體內(nèi)硫含量

將烘干的小花南芥的莖葉、根分別粉碎，各稱取0.1 g，倒入消煮罐中加入2 mL 硝酸，過夜，加入2 mL過氧化氫溶液，將消煮罐放入烘箱，140 ℃加熱4 h，進行消化。4 h 后，取出消煮罐，冷卻至室溫。將消化好的溶液過濾，濾液轉(zhuǎn)移到50 mL 容量瓶中，用去離子水多次洗滌消煮罐壁，最后用去離子水定容到50 mL，測定硫含量。

1.3.5 小花南芥體內(nèi)含硫化合物含量及酶活性

測定半胱氨酸（Cys）、乙酰絲氨酸（AS）的含量和硫酸化酶（ATPS）、乙酰絲氨酸水解酶（OASS）、半胱氨酸合成酶（OAS-TL）、γ 谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-ECS）、螯合肽合成酶（PCSase）、腺苷酰硫酸還原酶（APSR）、亞硫酸鹽還原酶（SUR）的活性。

測定方法：稱取地上部或地下部0.1 g 鮮樣于2 mL 離心管中，加入提取液，置冰箱冰浴30 min，于高通量組織研磨器（SCIENTZ-48）中研磨成勻漿。置于高速冷凍離心機（HC-3018R）中冷凍離心，取上清液置冰上待測。根據(jù)試劑盒說明書（蘇州格銳思生物技術(shù)有限公司），用紫外可見分光光度計（UV-5800）測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 和SPSS 26 軟件進行處理和統(tǒng)計分析，用Duncan′s 新復(fù)極差法進行差異顯著性檢驗（Duncan，P<0.05）及Pearson 相關(guān)性分析，用Origin 2018繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硫濃度對鉛脅迫下小花南芥生長的影響

由圖1 可知，不同硫濃度處理下，小花南芥地上部和地下部的生物量均增加。S25、S50、S100、S200、S400 處理下，地上部的生物量相比對照組分別增加了20.33%、29.74%、68.66%、94.61%、125.80%；地下部的生物量相比對照組分別增加了7.31%、54.48%、88.61%、90.67%、71.50%。由此得出，外源添加硫增加了小花南芥的生物量。

圖1 不同硫濃度對小花南芥生物量的影響Figure 1 Effects of different sulfur concentrations on biomass of A.alpina

2.2 不同硫濃度對鉛脅迫下小花南芥根系形態(tài)的影響

由表2 可知，與對照相比，在不同硫濃度處理下小花南芥根系形態(tài)發(fā)生顯著改變。在硫處理濃度為50 mg·kg-1時，總根投影面積、總根表面積、根平均直徑和總根體積分別是對照的2.2、2.4、1.8 倍和5.5 倍。總的來說，外源施加硫顯著改變了小花南芥根系形態(tài)，促進了小花南芥根系的生長。

表2 不同硫濃度對小花南芥根系形態(tài)的影響Table 2 Effects of different sulfur concentrations on root morphology of A.alpina

2.3 不同硫濃度對小花南芥富集鉛的影響

2.3.1 對小花南芥鉛含量的影響

圖2 為不同硫濃度下小花南芥地上部和地下部鉛含量的變化。隨著硫濃度的增加，小花南芥地上部鉛含量呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，在S50 處理下，鉛含量達到最高值，為350.33 mg·kg-1，較對照顯著增加了41.45%，而在S400 處理下，鉛含量降低至220.67 mg·kg-1，較對照降低了10.90%；隨著硫濃度的增加，小花南芥地下部鉛含量呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢，在S400處理下鉛含量達到最高值，為911.67 mg·kg-1，較對照顯著增加了40.54%，而在S50 處理下，鉛含量降低至557.67 mg·kg-1，較對照顯著降低了14.03%。總的來說，低濃度的硫抑制小花南芥地下部對鉛的吸收，高濃度的硫促進小花南芥地下部對鉛的吸收。

圖2 不同硫濃度對小花南芥體內(nèi)鉛含量的影響Figure 2 Effects of different sulfur concentrations on lead content in A.alpina

2.3.2 對小花南芥吸收累積鉛特征的影響

由表3 可知，不同硫濃度對小花南芥吸收鉛的特征有不同的影響。S25、S50、S100、S200、S400 處理下，小花南芥的富集系數(shù)均比對照組高，分別是對照組的1.17、3.76、4.17、1.52、1.38倍；小花南芥的轉(zhuǎn)運系數(shù)分別是對照組的1.00、1.66、1.34 倍和87%、63%。在S50 和S100 處理下，小花南芥的富集系數(shù)大于1，轉(zhuǎn)運系數(shù)也處于較高水平，而高濃度的硫反而抑制了小花南芥對鉛的轉(zhuǎn)運，S200 和S400 處理下小花南芥的轉(zhuǎn)運系數(shù)與對照組相比分別下降了13.2% 和36.8%。由此說明，外源添加硫促進小花南芥對鉛的富集；低濃度的硫促進小花南芥對鉛的轉(zhuǎn)運，高濃度的硫抑制小花南芥對鉛的轉(zhuǎn)運。

表3 不同硫濃度對小花南芥吸收鉛特征的影響Table 3 Effects of sulfur mediated on Pb absorption characteristics of A.alpina

2.4 不同硫濃度對小花南芥硫同化關(guān)鍵酶活性的影響

2.4.1 對小花南芥體內(nèi)ATPS和OASS活性的影響

ATPS 的活性如圖3a 所示，外源添加硫增加了小花南芥地上部和地下部ATPS的活性。地上部整體呈先上升后下降趨勢，且處理組間存在顯著差異，在S50 處理下，ATPS 活性達到最高，為549.51 U·L-1，較對照顯著增加21.66%；隨著硫濃度的增加，地下部ATPS 活性呈上升趨勢，在S400 處理下達到最高，為649.79 U·L-1。

圖3 不同硫濃度對小花南芥體內(nèi)ATPS和OASS活性的影響Figure 3 Effects of different sulfur concentrations on ATPS and OASS activities in A.alpina

OASS 的活性如圖3b 所示，外源添加硫增加了小花南芥地上部和地下部OASS 的活性。地上部和地下部均呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，在S100 處理下，地上部OASS 活性達到最高，為407.19 U·L-1，較對照顯著增加24.27%；在S200 處理下，地下部OASS 活性達到最高，為422.07 U·L-1。與S50 相比，S100 處理下地上部OASS 活性顯著增加了22.38%，地下部增加了12.52%。

2.4.2 對小花南芥體內(nèi)γ-ECS和OAS-TL活性的影響

γ-ECS 的活性如圖4a 所示。地上部呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，而地下部呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢。在S50 處理下，地上部γ-ECS 的活性達到最高，為348.02 U·L-1，較對照顯著增加了29.80%，而地下部γ-ECS的活性達到最低，為210.25 U·L-1，較對照顯著降低了28.45%。

圖4 不同硫濃度對小花南芥體內(nèi)γ-ECS和OAS-TL活性的影響Figure 4 Effects of different sulfur concentrations on γ-ECS and OAS-TL activities in A.alpina

OAS-TL 的活性如圖4b 所示。外源添加硫增加了小花南芥地上部和地下部OAS-TL 的活性。地上部呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，在S50 處理下，OAS-TL活性較對照增加15.08%，在S100 處理時下OAS-TL的活性達到最高，為445.29 U·L-1；地下部在S25 處理下，OAS-TL的活性達到最高，為438.26 U·L-1，較對照顯著升高了31.02%，隨后隨著硫濃度的升高，OASTL的活性逐漸降低。

2.4.3 對小花南芥體內(nèi)PCSase、APSR 和SUR 活性的影響

PCSase 的活性如圖5a 所示。隨著硫濃度的增加，地上部呈現(xiàn)上升趨勢，而地下部呈現(xiàn)下降趨勢。在S100 處理下，地上部PCSase 活性較對照顯著增加19.29%，在S400 處理下，PCSase 的活性達到最高，為852.89 U·L-1，較對照顯著增加了29.54%；地下部在S400 處理下，PCSase 的活性降至最低，為536.54 U·L-1，較對照顯著降低了33.89%。地上部PCSase 的活性均比地下部高。

圖5 不同硫濃度對小花南芥體內(nèi)PCSase、APSR和SUR活性的影響Figure 5 Effects of different sulfur concentrations on PCSase，APSR and SUR activities in A.alpina

APSR 的活性如圖5b 所示。外源添加硫增加了小花南芥地上部和地下部APSR 的活性，地上部和地下部整體呈現(xiàn)上升趨勢，在S100 處理下，地上部APSR 活性較對照顯著提升36.71%，在S200 處理下，地上部APSR 的活性達到最高，為166.16 U·L-1，較對照顯著增加了43.18%；在S400 處理下，地下部APSR 的活性達到最高，為162.59 U·L-1，較對照顯著增加了45.18%。

SUR 的活性如圖5c 所示。地上部和地下部整體均呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢。與不施加硫相比，施硫處理地上部SUR 的活性均有提高，在S50 處理下SUR活性提高48.95%，且在S100 處理時SUR 的活性達到最高，為163.86 U·L-1，較對照顯著增加了51.89%，而地下部分S25、S50、S200、S400 處理SUR 的活性均受到抑制，僅S100處理SUR的活性有所提高。

2.5 不同硫濃度對小花南芥體內(nèi)硫和硫合成物質(zhì)含量的影響

由圖6 可知，在不同硫濃度處理下，小花南芥地上部和地下部的硫含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。地上部S25、S50、S400 處理小花南芥體內(nèi)硫含量與對照無顯著差異，而S100 處理下，小花南芥體內(nèi)硫含量與對照相比顯著增加了49%；地下部S25、S200、S400處理小花南芥體內(nèi)硫含量與對照無顯著差異，在S100處理時達到最大，為29.17 mg·L-1。

圖6 不同硫濃度對小花南芥體內(nèi)硫含量的影響Figure 6 Effects of different sulfur concentrations on sulfur contents in A.alpina

硫素對小花南芥體內(nèi)硫合成物質(zhì)半胱氨酸（Cys）和乙酰絲氨酸（AS）含量的影響見圖7。小花南芥地上部Cys 的含量整體隨著硫濃度的增加而增加，在S50 和S100 處理下，Cys 含量較對照分別增加18.10%和7.96%。在S400 處理下達到最高，為89.09 ng·L-1；小花南芥地下部Cys 的含量隨著硫濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在S50 處理時達到最高，為89.49 ng·L-1，較對照增加11.93%，而在S400處理時降至最低，為66.02 ng·L-1。不同硫濃度下，小花南芥地上部和地下部的AS含量均隨著硫濃度的增加先降低后增加，地上部均比對照組的含量低，地下部在S200處理時達到最高，為188.85 ng·L-1。

圖7 不同硫濃度對小花南芥體內(nèi)Cys和AS含量的影響Figure 7 Effects of different sulfur concentrations on the contents of Cys and AS in A.alpina

2.6 不同硫濃度下小花南芥關(guān)鍵同化酶活性與鉛的相關(guān)性

2.6.1 地上部鉛含量與含硫化合物及酶活性的相關(guān)性由表4 可知，小花南芥地上部鉛含量與地上部OAS-TL、SUR 具有顯著正相關(guān)性（P<0.05），與地上部γ-ECS具有極顯著正相關(guān)性（P<0.01）。

表4 小花南芥地上部鉛含量與含硫化合物及酶活性的相關(guān)性Table 4 Correlations between Pb content and sulfur compounds and enzyme activities in shoots of A.alpina

2.6.2 地下部鉛含量與含硫化合物及酶活性的相關(guān)性由表5 可知，小花南芥地下部鉛含量與地下部OAS-TL 呈顯著負相關(guān)，與地下部PCSase、Cys 呈極顯著負相關(guān)，與地下γ-ECS 呈顯著正相關(guān)，與APSR 呈極顯著正相關(guān)。

表5 小花南芥地下部鉛含量與地下部含硫化合物及酶活性的相關(guān)性Table 5 Correlations between Pb content and sulfur compounds and enzyme activities in roots of A.alpina

3 討論

3.1 施硫?qū)π』辖嫔L及鉛富集特征的影響

硫是植物生長的必需元素，參與植物體內(nèi)許多重要的生理過程[9]，在植物的生長發(fā)育和逆境反應(yīng)過程中發(fā)揮重要的作用[10]。在重金屬脅迫下，外源施硫可以改善植物的生長、生理代謝過程[5]。梁泰帥等[11]發(fā)現(xiàn)外施硫50 mg·kg-1可促進小白菜的生長和光合作用。外源施加硫促進不結(jié)球白菜、蓖麻、玉米、水稻等生物量的增加[12-15]。本試驗中，在鉛脅迫下，不同濃度的硫促進小花南芥地上部和地下部的生物量增加。S50 處理總根投影面積、總根表面積、根平均直徑和總根體積分別是對照的2.2、2.4、1.8 倍和5.5 倍，顯著改變了小花南芥根系形態(tài)，促進小花南芥的生長。

不同硫濃度處理下小花南芥的富集系數(shù)均比未添加硫處理高，與王吉秀等[4]的研究結(jié)果一致。這可能是由于外源施加硫改變了土壤的理化性質(zhì)，造成土壤pH下降，土壤重金屬被活化，進而增加了土壤中重金屬的生物有效性[16]，促進超富集植物對重金屬的吸收。S50 和S100 處理下小花南芥轉(zhuǎn)運系數(shù)是對照組的1.66 倍和1.34 倍，地上部鉛含量顯著提高，地下部鉛含量顯著下降；S400處理小花南芥轉(zhuǎn)運系數(shù)是對照組的63%，地上部鉛含量降至最低值，地下部鉛含量達到最高值，該趨勢與牟鳳麗等[5]的研究結(jié)果一致。這可能是由于高濃度的硫處理中小花南芥地下部含硫化合物合成較多，使得更多的鉛被固定在地下部，降低了向地上部的轉(zhuǎn)移，從而減少了鉛的轉(zhuǎn)運。這表明鉛脅迫下低濃度的硫促進小花南芥對鉛的轉(zhuǎn)運，而高濃度的硫明顯抑制了小花南芥對鉛的轉(zhuǎn)運。

3.2 施硫?qū)蚧衔锖铣傻挠绊?/h3>

Cys 是植物硫同化過程的第一個有機產(chǎn)物[17]，是硫代謝的中心產(chǎn)物。GSH在緩解金屬毒害、增加植物對金屬的耐受性方面起著重要的作用[17]。外源添加硫增加了植物體內(nèi)Cys、GSH 等含硫氨基酸、多肽的生物合成量，提高了植物對鎘的耐性[10]。在硫供應(yīng)充足時，施硫會促進半胱氨酸的生成，不會使AS發(fā)生積累[18]。牟鳳麗等[5]的研究表明在鉛脅迫下，施硫增加了小花南芥體內(nèi)Cys 的含量。本研究中，在鉛脅迫下外源添加硫增加了小花南芥體內(nèi)Cys 的含量，與對照組相比，施硫條件下小花南芥地上部Cys 的增加量比地下部要多，但地下部Cys 含量整體上比地上部高，且小花南芥地下部鉛含量與地下部Cys 的含量具有極顯著負相關(guān)性，也解釋了前文提到的高濃度的硫明顯抑制了小花南芥對鉛的轉(zhuǎn)運。

AS 是合成Cys 的重要前體，S50 和S100 處理下，外源添加硫顯著降低了小花南芥體內(nèi)AS的含量。本試驗處理施硫增加了Cys 的含量，降低了AS的含量，這可能是由于施硫給植物體內(nèi)提供了充足的硫元素，使OASS和OAS-TL活性增加，從而增加了AS的含量，進一步使更多的AS 合成了Cys，最終出現(xiàn)了Cys 含量增加而AS含量降低的現(xiàn)象。由此推測，鉛脅迫下施硫增加了小花南芥體內(nèi)Cys 的含量，從而進一步增加了GSH的合成，GSH通過自身的氧化作用或者在谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶作用下使GSH與鉛結(jié)合并轉(zhuǎn)移至液泡，減少鉛向地上部的轉(zhuǎn)運，從而降低了鉛對小花南芥的毒害作用，增加了小花南芥地下部對鉛的吸收。

3.3 施硫?qū)α蛲P(guān)鍵酶合成含硫化合物的影響

硫同化關(guān)鍵酶在植物合成含硫化合物的過程中起著至關(guān)重要的的作用。ATPS 和OASS 作為植物硫素同化的關(guān)鍵酶，分別參與硫酸鹽的活化和半胱氨酸的合成[19]。OAS-TL 是合成Cys 過程中最后一步的硫同化關(guān)鍵酶。本研究顯示，外源添加硫均增加了小花南芥地上部和地下部ATPS、OASS、OAS-TL、APSR 的活性，而且地上部鉛含量與地上部OAS-TL 活性有顯著正相關(guān)性，地下部鉛含量與地下部OAS-TL 活性有顯著負相關(guān)性，地下部的鉛含量與地下部APSR 的活性有極顯著正相關(guān)性?？嘴`君等[20]發(fā)現(xiàn)，在大蔥生長的中后期適量提高供硫水平顯著增強了OASS 的活性；梁泰帥[21]發(fā)現(xiàn)施硫提高了鎘脅迫下小白菜體內(nèi)ATPS 和OAS-TL 酶活性，與本試驗結(jié)果一致。這可能是由于施硫增加了ATPS、OASS、APSR 的活性，促進植物體內(nèi)硫素的同化，APSR 催化APS 生成SO2-3，進而促使合成更多的Cys 的重要前體S2-。同時OAS-TL 活性的增加，使游離的OAS-TL 催化生成了更多的Cys，在這個過程中利用了累積的AS 作為底物，降低了AS 的水平，促進Cys 的形成，與前文提到的鉛脅迫下施硫?qū)е翧S 含量下降、Cys 含量增加的結(jié)果相互印證。

γ-ECS 是合成GSH 的限速酶之一。GSH 在緩解金屬毒害、增加植物對金屬的耐受性方面起著重要的作用[17]。在GSH 代謝過程中，由OAS-TL 產(chǎn)生的Cys必須經(jīng)過γ-ECS 催化形成谷氨酰半胱氨酸，進而在谷胱甘肽合成酶作用下形成GSH，同時谷氨酰半胱氨酸的表達量又會反向調(diào)節(jié)γ-ECS 活性[21]。S50 和S100 處理增加了地上部γ-ECS 的活性。相關(guān)性分析表明，地上部鉛含量與地上部γ-ECS活性有極顯著正相關(guān)性。王世華等[22]在針對水稻的研究中也發(fā)現(xiàn)，Cd脅迫下，水稻地上部的γ-ECS 合成酶表達量有所提高，從而使地上部GSH 含量高于對照組。由此推測，鉛脅迫下低濃度的硫增加了γ-ECS的活性，從而促進GSH 的產(chǎn)生，增強小花南芥對鉛的耐受能力，緩解鉛引起的氧化脅迫。

在重金屬脅迫下，植物會通過增強硫同化過程應(yīng)對重金屬引起的脅迫效應(yīng)[17]。孫惠莉等[23]的研究表明，鎘硫交互處理明顯增加了小白菜幼苗體內(nèi)非蛋白巰基、谷胱甘肽和絡(luò)合素的含量以及壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)關(guān)鍵酶的活性，從而提高植株對鎘脅迫的耐受性。適量的硫供給可促進植物生長發(fā)育，增強植物耐受生物和非生物脅迫的能力[24]。本研究表明，在鉛脅迫下，外源添加硫增加了硫同化關(guān)鍵酶的活性，進而促進了含硫化合物的合成，增強了小花南芥對鉛的富集和耐受能力。

4 結(jié)論

（1）外源施加硫濃度50～100 mg·kg-1，顯著提高了小花南芥地下部的生物量，改變了小花南芥根系形態(tài)特征。

（2）適量施加硫能夠改變小花南芥對鉛的累積特征，低濃度硫促進小花南芥對鉛的富集，而高濃度硫抑制了小花南芥對鉛的轉(zhuǎn)運。

（3）外源施加硫濃度50～100 mg·kg-1，增加了硫關(guān)鍵同化酶的活性，進而促進了含硫化合物的合成。

總而言之，適當(dāng)施硫促進小花南芥的生長，提高硫同化關(guān)鍵酶活性和含硫化合物含量，從而對小花南芥富集鉛有促進作用，同時增強了小花南芥對鉛脅迫的耐性，提高了超富集植物小花南芥修復(fù)鉛污染農(nóng)田的能力。