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铅是土壤污染的主要重金属,烟草作为我国重要的经济作物,对铅有较强的吸收富集能力,铅污染会对烟草产品、品质以及吸烟者的健康产生危害,因此铅污染的防治具有重要意义。本研究以烟草品种K326为试验材料,以Pb(NO3)2为铅源,K2SiO3·4H2O为硅源,开展水培试验。设置5个处理:对照(不添加硅和铅,代号CK)、100μmol·L-1Pb2+(代号 Pb100)、300μmol·L-1Pb2+(代号 Pb300)、100μmol·L-1 Pb2+1.0mmol·L-SiO2(代号 Pb100+Si)、300μmol·L-1Pb2++1.0mmol·L-1SiO2(代号Pb300+Si),在消除硅酸钾的pH和K+影响的基础上,研究硅对铅胁迫下烟草生长、光合作用和活性氧代谢的影响,并从烟草铅含量、形态和亚细胞分布等方面阐明硅缓解烟草铅胁迫的机理。主要研究结果如下:1、铅对烟草生长有明显的抑制作用,Pb100、Pb300处理烟草的总生物量和根系活力分别比CK降低51.43%、64.55%和7.08%、33.60%,硅可缓解铅胁迫对烟草的毒害作用,Pb100+Si、Pb300+Si处理的总生物量和根系活力分别比Pb100、Pb300提高75.24%、76.75%和6.24%、18.60%,差异均达显著或极限著水平。2、硅提高铅胁迫烟草根系的铅含量,与Pb300处理比较,Pb300+Si处理的根系铅含量增加64.61%,差异极显著。与Pb100、Pb300处理比较,Pb100+Si、Pb300+Si处理的茎、下部叶和上部叶铅含量分别降低75.36%、36.06%,34.52%、14.82%和61.37%、21.74%,差异极显著。硅改变铅胁迫烟草铅存在的形态,降低烟草根系和叶片中活性较高的FE、FNaCl形态铅的比例,提高FHAC、FHCl、FR形态铅的比例。与Pb300处理比较,Pb300+Si处理的叶绿体、线粒体铅含量分别比Pb300处理下降18.14%、23.44%,差异显著。3、铅胁迫使烟草叶片和根系的CAT活性、GSH和AsA含量降低,SOD、APX和GR活性提高,POD活性因器官不同而异,铅胁迫导致叶片POD活性提高,但降低了根系的POD活性。硅可提高铅胁迫烟草叶片和根系CAT活性、GSH和AsA含量,降低SOD、GR活性,硅降低铅胁迫烟草叶片POD活性,提高根系的POD活性。铅胁迫下烟草叶片和根系O2-·产生速率、H2O2含量明显提高,MDA含量显著增加,相对电导率以及K+、磷和硝态氮外渗量提高,硅可显著降低铅胁迫烟草叶片和根系O2-·产生速率、H2O2和MDA含量、相对电导率以及K+、磷和硝态氮外渗量。4、硅提高铅胁迫烟草的光合色素含量、表观量子效率、羧化效率和净光合速率,与Pb100、Pb300处理比较,Pb100+Si、Pb300+Si处理的Chla、Chlb和Car含量分别提高了29.82%、40.73%、84.51%和 32.16%、76.77%、83.04%,差异极显著。Pb100+Si 处理与Pb100处理的表观量子效率、羧化效率和净光合速率无明显差异,而Pb300+Si处理的表观量子效率、羧化效率和净光合速率分别较Pb300处理提高了 14.29%,87.50%和76.62%,差异极显著。相关分析表明,烟草叶绿素含量与叶片O2-·产生速率及H2O2含量,净光合速率与叶绿体铅含量均存在极显著负相关,表明硅可降低铅胁迫下烟草活性氧对叶绿素降解以及铅对叶绿体的伤害作用。