黄铁矿和谷氨酸对砷酸盐生菜毒性的调控研究

温婧玉，唐鑫，翁靓娴，穆莉，刘潇威，赵玉杰，戴礼洪

（农业农村部环境保护科研监测所，农业农村部农产品质量安全环境因子控制重点实验室，天津市农业环境与农产品安全重点实验室，天津 300191）

环境中过量的砷（As）会损害植物生长，并可通过食物链威胁人类健康。好氧环境是农业生产中植物生长的常见环境，其中As主要以砷酸盐形式存在，研究表明As对非抗性植物具有明显的胁迫作用[1]。植物As中毒后会表现出叶片数量减少、萎黄、坏死，植物衰老和落叶等形态变化，As不仅可使植物养分吸收受限、叶绿素降解以及生物量和产量减少，还会导致活性氧（ROS）过度产生和碳水化合物、蛋白质、DNA的合成受损等[2]。植物可通过多种机制增强对As的抗性，如合成金属结合蛋白，通过特定转运蛋白或区隔化作用降低重金属毒性，以及通过内部酶促及非酶促反应系统清除造成细胞损伤的ROS[3]。近期研究表明，通过添加外源物质可增强植物自身抗逆性并降低有毒物质的积累，如水杨酸[4]、腐植酸（HA或FA）[5]、脯氨酸[6]、硅[7]和磷[8]的外源供应均可以通过减少有毒物质的吸收及ROS产生、增加抗氧化酶活性及叶绿素浓度、加快生长等机制减轻As胁迫导致的植物毒害。基于前期研究发现[5]，谷氨酸（Glu）作为植物面临压力环境时的信号分子，参与创伤反馈，对植物适应非生物胁迫（如盐、冷、热和干旱）作出反应，并转导因局部刺激（非生物或生物胁迫）触发的长距离信号。因此本研究通过添加谷氨酸，以期达到增强植物对As抗逆性的目的。

铁的氧化还原过程显著影响地下水和土壤环境中As的存在形态[9]，砷酸盐As（Ⅴ）与硫化铁矿物之间的相互作用通常会影响As在地球化学环境中的迁移和转化，其中黄铁矿（FeS2）是地球表面最常见的岩石形成矿物之一，其对As有较强的亲和性。在自然界还原性的沉积物或土壤中，铁硫化物[包括马基诺矿（FeS）和黄铁矿]对As固定起重要作用[10]。FeS-As（Ⅴ）共沉淀在酸性环境中对As（Ⅴ）的固持能力较大，且易与Fe位点结合[11]。黄铁矿在As（Ⅴ）环境中被氧化，其表面形成Fe（Ⅲ）氧化物，同时氧化S（2-Ⅱ）并释放Fe（Ⅱ）[12]。黄铁矿释放S（-Ⅱ）和Fe（Ⅱ）离子均会促使As沉淀，氧化形成的Fe（Ⅲ）和环境中的As（Ⅴ）在黄铁矿表面反应形成无定形砷酸铁，最终转化为结晶性的臭葱石[13]，增强了As在酸性条件下的稳定性。黄铁矿表面的官能团和活性氧会通过形成等化学键，对As的存在状态及吸附产生影响[14]。目前溶解性铁离子与As的相互作用研究主要集中在铁（氢）氧化物对As的吸附上，但近年来，许多研究表明黄铁矿可以从水中去除包括As在内的各种有机和无机污染物[15]。黄铁矿能影响As和有机物的环境行为，特别是溶解性有机物（DOM），其可通过金属阳离子桥与As形成络合物（As-Fe-DOM三元络合物）[16]。基于此，本研究以天然黄铁矿为研究对象，考察其对As存在状态及对植物As积累造成的影响，并在此基础上，进一步考察其与谷氨酸组合处理对As植物毒性的调控作用。

本研究选取谷氨酸作为外源添加有机物，采用球磨天然黄铁矿，研究两者单独及组合处理对As植物毒性的调控作用。考察了培养液中黄铁矿与As之间的相互作用关系及有机小分子添加对其造成的影响。通过比较各处理组植物可食部As积累、植物生长发育和生理生化变化、植物营养元素变化等，阐明黄铁矿等自然要素及外源小分子对植物As胁迫的调控作用，以期为As生态环境风险评估及污染事故应急处理提供新思路。

1 材料与方法

1.1 试验材料和处理方法

选择意大利生菜（Lactuca sativavar.capitalata）作为研究对象。种子用75%酒精消毒3 min，超纯水漂洗3次，超纯水浸泡30 min。采用蛭石培育种子至4～5片真叶阶段，然后将幼苗转移到Hoagland溶液培养10 d，培养液配制及培养条件采用本课题组前期的研究方法[17]。每天光照（350 μmol·m-2·s-1）时间设置为14 h。最终选择均匀的个体进行As（Ⅴ）暴露实验，暴露时间分别为10、20、30、40、50 d。Hoagland溶液体积为100 mL，每10 d更换一次。

为研究黄铁矿和谷氨酸对生菜As胁迫的影响，未暴露于As（Ⅴ）的植株作为空白对照组（CK），4个处理组分别为五价As（Ⅴ）、五价As+黄铁矿（V-P）、五价As+谷氨酸盐（V-G）、五价As+黄铁矿+谷氨酸盐（V-PG），每种处理分别设置3个重复。As（Ⅴ）标准溶液由上海安谱（O2Si）提供，添加浓度为10 mg·L-1，该浓度根据前期研究选取，在该浓度下生菜对外源物质较敏感[5，17]。为进一步比较不同处理对As胁迫的调控作用，首先考察黄铁矿和谷氨酸（C5H9NO4，Sigma-Aldrich，CAS：56-86-0）对溶液和生菜中As形态的影响。为了避免对植物造成额外的负面影响，黄铁矿颗粒添加量为2 mg（黄铁矿与As的质量比为2∶1）[13]，谷氨酸盐的浓度为10 mg·L-1[18]，超声混合。使用的天然黄铁矿（直径0.153～0.483 cm）由Alfa Aesar（美国）提供，采用球磨的方式快速减小黄铁矿粒径、均一化颗粒尺寸[14]，用球磨机在300 r·min-1下球磨4 h（干磨法，3个研磨球，一个直径5 mm，两个直径20 mm），球磨后颗粒的平均粒径为13.58 μm（直径3.84～39.02 μm）。

为考察不同生长期生菜生长情况，分别收取第10、20、30、40、50天的生菜叶片，用蒸馏水冲洗后测量生菜的叶质量和叶绿素水平。其中叶绿素水平采用便携式叶绿素仪（SPAD-502，Minolta Camera，Osaka，日本）测定，叶绿素水平用SPAD（Soil and plant analyzer development）值表示。

1.2 黄铁矿颗粒的表征

将添加黄铁矿的培养液[含As（V）]用10 000 r·min-1离心10 min，去掉上清液保留沉淀物，用超纯水清洗沉淀物并离心3次，最后将沉淀物冷冻干燥，获得反应后的黄铁矿颗粒。采用TESCAN MIRA4扫描电镜-能量色散光谱（SEM-EDS）对黄铁矿颗粒表面形貌和元素分布进行表征。X射线光电子能谱（XPS）采用X射线光电子能谱仪（美国ThermoFischer，ESCALAB 250Xi）测试，仪器配备Al ka射线（hv=1 486.6 eV），在真空（4×10-7Pa）和14.6 kV电压下工作，获得了Fe2p、S2p、O1s和As3d的窄扫描光谱（20次扫描），并以C1s=284.8 eV结合能为能量标准进行荷电校正。XPS的数据分析参考数据库（NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database）。

1.3 As总量和营养元素的测定

收集生菜叶片并用超纯水冲洗。称取新鲜样品0.5 g，营养元素及As测定的前处理采用王琦等[17]的方法。培养液经适当稀释后直接上机测定。采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS，Agilent7700）分析砷（As）、钙（Ca）、铜（Cu）、铁（Fe）、钾（K）、镁（Mg）、锰（Mn）、钼（Mo）、钠（Na）和锌（Zn）的浓度。每个分析批次包含至少一个试剂空白和两个参考材料，如GBW（E）100348和GBW10049（GSB-27）。

1.4 As形态的测定

分别收取各处理组的生菜叶片，每份称取0.5 g，将样品加液氮研磨后加入10 mL提取剂（2 mmol·L-1磷酸氢二铵和0.2 mmol·L-1乙二胺四乙酸二钠），250 r·min-1振荡20 min，10 000 r·min-1离心5 min，上清液经0.45 μm水系滤膜过滤后上机测定。使用与电感耦合等离子体质谱联用的高效液相色谱法（HPLCICP-MS，Agilent Technologies 7700 Series，美国）对叶中的As无机形态进行分析，具体方法及质量控制参考王琦等[17]的方法，用无机As浓度表示As对植物的毒害程度。

1.5 生菜营养指标和抗氧化系统活性的测定

按照维生素C（建成科技）、纤维素（Solarbio）、蛋白质浓度（格锐思生物）试剂盒的步骤测定第50天时生菜叶片的品质指标。植物丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性采用南京建成科技公司提供的试剂盒测定。用MDA值判断植物细胞受自由基迫害的程度，用SOD值表示植物清除氧自由基的能力。

1.6 数据处理

所有生菜实验均设置3个平行，结果以平均值和标准差的形式表示。使用IBM SPSS Statistics 24通过单因素方差分析进行数据处理。统计显著性用P值评估，P＜0.05被认为具有差异显著性。

2 结果与讨论

2.1 黄铁矿及谷氨酸对培养液中As存在状态的影响

研究表明，溶解性有机物有降低植物As吸收的作用[5-6]。黄铁矿通过吸附或共沉淀作用去除As[19]，有机物与As在环境中存在竞争吸附和络合沉淀的相互作用[20]，从而可以减少生菜从培养液中吸收As。从图1a至图1c的黄铁矿颗粒表面As元素的质量分数可知，在添加As的生菜培养液中，V-PG矿物表面的As比重高于V-P和原始黄铁矿。与V-P相比，V-PG的As分布主要集中在颗粒表面，可能是谷氨酸使As更稳定地结合在了黄铁矿表面。前期研究表明，植物根际产生的小分子酸释放到溶液中会使溶液呈弱酸性（pH＜6.0），该条件会促进As结合到矿物表面，因为在酸性条件下，亚砷酸盐[As（Ⅲ）]和砷酸盐[As（Ⅴ）]对黄铁矿表面都有很强的亲和力[21]。在有氧环境中，As（Ⅴ）结合在黄铁矿表面可形成砷酸铁和黄钾铁矾氧化层[22]。图1d和图1e的XPS数据显示，V-P和VPG的固体中出现了As2S5和表明溶液中的As可以与黄铁矿结合，并与黄铁矿中的硫形成基团[23]。与已有研究中的Fe发挥主要作用不同，Fe在本研究收集的固体中XPS的峰值较低（0.01%），而S起到了重要作用，近年有研究建议可以将S肥用于降低农产品中的As毒性[24]。此外，As的迁移率与有机物的分子量有关，分子量越小，有机物与As之间的竞争吸附能力越小，从而使得更多的As保留在矿物表面。谷氨酸的低分子量（147 Da）维护了As在矿物表面的稳定性，这种低As迁移率可能是由于抑制了矿物的氧化溶解，或通过表面络合增强了Fe（Ⅲ）（氢氧）氧化物沉淀对As的吸附[18]，如图1d中V-PG较明显的的特征峰。从黄铁矿颗粒的表征推断，在弱酸性的生菜培养液中，As吸附或结合在黄铁矿表面，谷氨酸的添加使得这种吸附或结合更加稳定，更多的As（Ⅴ）保留在体外环境中，从而减少了As从植物根部进入体内的机会。

图1 黄铁矿表面As的质量分数SEM-EDS图谱和As 3d、S 2p和O 1s的XPS图谱Figure 1 The specific gravity of arsenic on the surface of pyrite from SEM-EDS and the As 3d，S 2p and O 1s XPS spectra of original pyrite and V-P，V-PG after 40 days

2.2 生菜叶片中As的累积变化规律

无机As对植物的毒性较有机As更强[25]，因此本研究主要研究了植物可食部的无机As含量。如图2所示，第10天时，V-P、V-G、V-PG之间无机As浓度[As（Ⅲ）+As（Ⅴ）]差异较小，且均大于V；第20天时，外源添加物使无机As浓度低于V，而且黄铁矿+谷氨酸盐更有利于降低生菜叶片中的无机As含量，即无机As含量为V-PG＜V-G＜V-P；随着植物生长，第30天和第40天叶片中积累的无机As含量低于第20天的含量。在第30天时，V-G和V-PG的无机As含量差异较小，且低于V和V-P。在第40天时，V-G和VPG的无机As含量均低于V和V-P，V-G和V-PG之间含量差异较小，V和V-P之间差异也较小。在20～40 d，生菜叶片中的As以As（Ⅲ）为主，通过比较发现V-PG比V-G的无机As浓度平均降低4.0%，比V-P平均降低35.9%。

如图2所示的As总量[As（T）]，在植物转移到染毒培养液的第10天，相比其他添加外源物的处理组，V中植物对As吸收较少，与上述无机As的结果一致。随着植物的生长，从20～40 d，V-PG中的As含量低于V-P或V-G，说明黄铁矿和谷氨酸同时存在有利于降低植物体内的As含量，即V-PG＜V-G＜V-P。20～40 d间，V-PG比V-G的As（T）含量降低21.8%，比V-P降低16.9%。

含铁矿物、有机物和As之间在水环境中通过氧化还原、络合沉淀[20]和竞争吸附[26]作用减少As进入植物体内，若植物根部形成铁膜还会阻碍进入植物组织内部的As向上转运[27]。如图3所示，总As浓度在V的培养液中第10天到第30天平均剩余6.7 mg·L-1，添加黄铁矿和谷氨酸后，培养液中总As浓度增加85.67%（V-PG），说明含铁矿物和有机物对植物吸收As具有阻碍作用，这与在水稻和白骨壤中的研究现象一致[27]。该现象在固相表征中也得到证实，即培养液中黄铁矿颗粒表面As的质量分数增加。同时，进入植物根部的As（Ⅴ）也能通过自身代谢途径外排到植物体外[28]。有研究表明番茄和水稻根不仅可直接排出As（Ⅴ），还可以迅速将植物体中的As（Ⅴ）还原为As（Ⅲ）进行外排[29]。第30天培养液中的总As浓度在所有处理中相对较高，此时植物体内As（T）含量最低。黄铁矿和谷氨酸组合处理通过吸附等作用固定As以减少As向植物体内迁移，从而有效降低叶片中As（T）及无机As积累，并通过转化As形态而增强As的流动性，进而增强植物对As的抗胁迫能力。

2.3 生菜生长发育及抗氧化指标的变化

由图2中As（T）和无机As含量变化以及图4a的叶质量判断得出，快速生长期为30～40 d。通过对不同处理组第30天和第40天的抗氧化指标进行比较，阐明黄铁矿和谷氨酸抗氧化系统的调控作用。各处理组第30天SOD的值高于第40天（图4b），叶片叶绿素含量在30～40 d持续上升（图3c），第30天的MDA含量小于第40天（图3d），以上说明30～40 d时植物清除氧自由基的能力最强，对As毒性的抗性最大。

图2 生菜叶片中的As含量Figure 2 Arsenic concentration in lettuce leaves

图3 培养液中总As浓度Figure 3 Total As concentration in Hoagland solution

植物暴露于无机As中会导致体内产生过多的ROS[30]，抗氧化酶的合成有利于过量ROS的清除。SOD是用于清除植物体中ROS的重要抗氧化酶，其活性高低与酚类物质代谢和植物抗性密切相关，可以反映特定环境下植物的适应能力，其活性越高，植物对逆境的忍受能力越强。如图4b所示，第30天时，V-P、V-G和V-PG的SOD值均大于V，且V-PG大于V-G和V-P，说明添加黄铁矿和谷氨酸均有利于清除植物体内因环境胁迫产生的自由基，使植物的抗性增强，且黄铁矿和谷氨酸组合处理时植物对As胁迫表现出更强的抗性。有研究表明外源添加氨基酸可以通过增强抗氧化酶的活性来抵抗环境中的重金属毒害[31]。第40天的SOD值在不同处理之间的差异较小，说明随着生长，植物对砷酸盐的胁迫具有了一定的适应性，体内氧化还原反应比前期减缓。植物细胞中的Fe-SOD主要存在于叶绿体中，如图4c所示，20～30 d时的叶绿素含量保持上升，40～50 d时开始下降。添加黄铁矿和谷氨酸有利于维持叶片中的叶绿素含量，并且抑制由As（Ⅴ）引起的叶绿素降解，表现为在10～50 d时，V-P、V-G和V-PG的叶绿素含量均高于V，相比V提高了17.1%～25.5%。有研究表明外源氨基酸的添加可缓解茄子幼苗中由As胁迫引起的叶绿素含量下降[6]。As胁迫会下调叶片中的谷氨酸[5]，并造成植物的谷氨酸激酶活性显著降低[32]，外源谷氨酸缓解了由As（Ⅴ）胁迫引起的氧化应激，提高了植物对砷酸盐的抗逆性。由此推断，黄铁矿和谷氨酸是通过增加SOD的合成限制ROS在体内的积累，并维持叶片中的叶绿素含量，从而在As（Ⅴ）胁迫时对叶绿体起到保护作用。

图4 叶片湿质量、超氧化物歧化酶活性、叶绿素和丙二醛含量Figure 4 Leaves wet weight，SOD，chlorophyll content and MDA

脂质过氧化是As胁迫对植物代谢造成较强损伤的表现[33]。MDA是膜脂质过氧化的最终分解产物，MDA在体外影响线粒体呼吸链复合物及线粒体内关键酶，加剧膜损伤，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。As（Ⅴ）胁迫下，随时间的延长，生菜的生长速率减缓，由图4d可知30～40 d时MDA含量增加，呈损害程度加深的趋势，但添加黄铁矿（V-P、V-PG）呈现MDA含量降低的趋势，说明黄铁矿可缓解膜脂质过氧化作用，在As（Ⅴ）胁迫时保护植物细胞膜，使得叶片的湿质量相比V增加了20.8%～30.8%（图4a，20～50 d的平均值）。第30天时，MDA含量为V-PG＜V-G＜V；第40天时，V-PG＜V-P＜V；V-P、V-PG在第30天时的SOD活性均大于V组。在V-P中第40天的MDA含量比第30天低；V-PG的MDA含量在第30天和第40天间差距较小且保持较低值，与CK的MDA含量最接近。在As胁迫下，植物体内产生的谷氨酸优先用于代谢途径，增加植物螯合素的合成[32]。植物螯合素的产生对于抵抗As毒害具有重要意义，然而其可能会导致谷胱甘肽含量的消耗，从而导致氧化应激反应[34]。从MDA的结果来看，外源谷氨酸减弱了生菜的氧化应激反应。综上可知，添加谷氨酸的生菜在As（Ⅴ）诱导时可分泌更多的SOD，黄铁矿可减少脂质过氧化反应，两者组合添加可以更有效地增强植物对As积累的耐受性。

2.4 生菜中营养元素的变化

黄铁矿和谷氨酸通过增加营养元素吸收来提高生菜对As（Ⅴ）的耐受性。由于第10天处于初期暴露阶段，各组的叶质量较小（图4a），组内误差较大；第50天各组叶片萎黄，叶绿素值较低（图4c），生菜处于生长的稳定期，营养指标处于衰退阶段。因此，本研究选取生长至第20天、第30天和第40天的生菜进行矿物营养元素分析。如图5所示，相对于CK的元素含量分析结果，在培养20 d后，暴露于As（Ⅴ）使得叶片中的Ca、Fe、Mg、Mn、Na含量显著升高，Zn和Mo含量降低；Ca2+和Mg2+起到降低膜通透性的作用[35]，植物能通过调节膜通透性抵抗As毒性。在对水稻的研究中也有类似的结果[36]。V-PG显著增加了叶片中K、Na和Fe的含量。由图6可知，在第20天时，Fe含量在V-PG中显著提高（160.6%），比V-G高78.8%，比V-P高57.1%。Fe可构成细胞色素，是过氧化物酶、过氧化氢酶的激活剂[35]，说明V-PG在第20天时的抗氧化活性提高。在As（Ⅴ）胁迫的基础上，添加黄铁矿和谷氨酸（V-P和V-G）对生长20 d的矿物营养元素影响相对减弱，生菜自身对毒性的应激反应减弱，可能是黄铁矿和谷氨酸使As（Ⅴ）毒性相对减弱，与抗氧化指标的结果一致。随着植株对环境适应性增强，V与CK之间的差异性相对减小。培养30 d后，相对CK，添加As（Ⅴ）使得叶片中的Ca、Fe含量显著升高。V-P的Ca、Fe含量升高但不显著，可能是黄铁矿使植株适应环境的速度变快，V-PG在第20天即出现了营养元素含量的显著差异，在同时期的5组中表现出最高的Fe含量（图6）。第40天，各组与CK的营养元素含量差异不显著。黄铁矿和谷氨酸通过增加叶片中营养元素含量来缓解As（Ⅴ）毒性，加快植物对As的适应，单独谷氨酸对营养元素的吸收影响不显著。

图5 叶片中的营养元素相对含量变化（相对CK）Figure 5 Changes in relative contents of nutrient elements in leaves（compared with CK）

图6 叶片中的Fe含量Figure 6 The Fe content in leaves

如图5所示，相比V的植株，生长20 d后，V-P和V-PG提高了V中的Zn和Mo含量，ORTAS等[37]的研究也表明黄铁矿可以作为植物的Zn肥添加。V-G和V-PG相比V还增加了Cu的含量。第20天，V-PG提高了叶片中Zn、Mo、Cu和K的含量。第30天，V-PG的Cu含量高于V，V-P的Mo含量高于V。第40天，V-PG的Ca、Na含量高于V，V-P的Na、Mo、Mn含量比V提高，V-G的Fe含量大于V。在As（Ⅴ）胁迫时，谷氨酸对营养元素的吸收影响较小，黄铁矿在20～40 d期间提高了Zn、Mo、Na、Mn的含量，黄铁矿和谷氨酸组合在20～40 d增加了叶片中Zn、Mo、Cu、K、Ca和Na的含量。黄铁矿在提高小麦必需微量营养素（Fe、Cu、Zn和Mn）方面也起到了促进作用[38]。Fe、Cu和Mo等元素是许多酶的组成成分，Mn、Cu可以调节植物矿质营养平衡，参与植物的光合作用，对改善品质、提高产量及抗逆性有重要作用[39]。本研究表明，添加黄铁矿在提高膜渗透、吸收更多养分供生长需求方面，比谷氨酸发挥了更多的促进作用，并通过促进元素吸收，增强了对As（Ⅴ）胁迫的抗逆性。

从CK和V对比得出的元素含量结果可知，受影响的元素中Mg、Mn、Cu和Fe均与叶绿体组成以及色素合成有关。在植物细胞中，微量营养元素金属阳离子的主要汇是叶绿体和线粒体（叶绿体中存在50%的Cu和80%的Fe[35]）。随植物生长，添加黄铁矿和谷氨酸组叶绿素水平高于V（图4c）。综上可以推断，对于生菜生长，黄铁矿起到促进营养元素吸收的主要作用，而谷氨酸的影响不显著；相比单独添加黄铁矿，黄铁矿和谷氨酸组合可使生菜更快吸收营养元素，从而加快植物对As（Ⅴ）环境的适应，增加植物叶片生物量，抑制由As（Ⅴ）引起的叶绿素降解。

2.5 黄铁矿与谷氨酸对生菜品质的影响

由图7a可知，生菜的VC含量在V与V-PG中显著提升，V-P、V-G与CK的差异较小；V-PG的VC含量与V-G和V-P相比，分别增加42.5%和69.3%。由图7b可知，V-P的纤维素含量最低，而V-PG的纤维素含量与V-G、CK、V-P相 比 分 别 提 高21.2%、168.3%、374.6%。谷氨酸和黄铁矿组合处理比单独谷氨酸处理使植物纤维素的合成明显增强。如图7c所示，植物体中蛋白质含量之间关系为V＞CK，V-PG＞V-P＞V-G。V-PG的蛋白质含量与V-G及V-P相比分别提高了71.4%和21.4%。黄铁矿和谷氨酸的添加有利于纤维素的合成，As（Ⅴ）刺激了叶片中蛋白质的合成，添加黄铁矿有利于改善谷氨酸单独处理组蛋白质含量较低的现象。此外，MDA可以与蛋白质、核苷反应，松驰纤维素分子间的桥键，或抑制蛋白质的合成[40]。因此As过量会降低纤维素含量并改变植物组织结构，特别是对多年生的植物有显著影响[41]。组合处理能降低植物对MDA的积累，从而减少其对纤维素和蛋白质合成的损伤。在植物生长的30～40 d，V-PG的MDA含量与V-G和V-P相比分别降低35.2%和36.6%。在暴露于As（Ⅴ）的50 d后，黄铁矿和谷氨酸维持叶片中的VC含量，刺激纤维素和蛋白质的合成与积累，黄铁矿和谷氨酸组合有利于改善二者单独添加时生菜的品质，对提高生菜VC和纤维素水平有重要意义。

图7 第50天时的生菜叶片品质Figure 7 Quality of lettuce leaves at day 50

3 结论

（2）黄铁矿和谷氨酸处理可以促进生菜对营养元素的吸收，尤其对Mg、Mn、Cu和Fe元素的吸收作用明显增强；提高生菜对As（Ⅴ）的适应性，并有效增加了生菜叶片的生物量，缓解了As（Ⅴ）引起的生菜中叶绿素的降解。

（3）与单独谷氨酸或黄铁矿处理相比，二者组合处理提高了生菜维生素C、纤维素和蛋白质含量，使植物的营养品质得到明显改善。