4、不同处理组生菜品质指标的变化

（1）基本营养指标的变化

由图4A可知，当添加不同浓度的As（Ⅴ）时，生菜叶中维生素C的含量均高于CK组，其中As（Ⅴ）添加浓度为0.5mg·kg^-1时，生菜叶中维生素C的含量较CK提高了65.38%。在CK处理中添加腐植酸，生菜维生素C的含量无明显变化，而在砷酸盐处理组添加腐植酸可显著提高生菜中维生素C的含量。当腐植酸添加浓度为5mg·L^-1时，维生素C含量达到最大，较V-10处理增加了92.27%。有研究报道，维生素C与植物抗逆能力呈正相关，不超标情况下，添加适量砷可提高生菜中维生素C含量，腐植酸促进维生素的积累可能与光合作用水平提高有关，并且过量的腐植酸添加会引起叶绿体损伤，这与本文研究结果一致。

如图4B所示，不同浓度砷酸盐处理组，生菜的总酚含量无显著差异。而在10mg·L^-1As（Ⅴ）的培养液中添加腐植酸时，生菜中总酚的含量随着腐植酸添加浓度的升高呈先升高后降低，当腐植酸浓度为5mg·L^-1时，相比V-10处理组总酚含量增加了21.83%，与前述营养指标类似，进一步提高腐植酸浓度到10mg·kg^-1时，总酚的含量下降。

如图4C所示，生菜中可溶性糖含量随着砷酸盐浓度的升高呈现先升高后降低的趋势，在添加0.5mg·L^-1As（Ⅴ）后，生菜的可溶性糖含量显著升高，相较CK组升高了61.62%，而As（Ⅴ）浓度高于0.5mg·L^-1时，生菜的可溶性糖含量相较CK处理组下降，当As（Ⅴ）浓度为10mg·L^-1时，生菜可溶性糖下降了18.67%。在砷酸盐处理组添加腐植酸会使生菜中可溶性糖含量下降，在加入10mg·L^-1的腐植酸后，与V-10处理组相比，可溶性糖含量下降了22.30%。刘华琳的研究指出，砷毒害使植物还原糖、非还原糖、可溶性总糖含量增加，α-淀粉酶、β-淀粉酶、蔗糖磷酸化酶活性下降，蔗糖合成酶、酸性转化酶、淀粉磷酸化酶活性升高，进而导致水稻幼苗碳代谢紊乱。

如图4D所示，随着外源砷酸盐添加浓度的升高，生菜所含硝酸盐的含量呈先降低后升高的趋势，当As（Ⅴ）添加浓度为0.5mg·L^-1时，生菜中硝酸盐含量最低为216.89mg·kg^-1，相比CK处理组下降了53.73%，随着砷酸盐浓度进一步提高，生菜中硝酸盐的含量显著升高，在10mg·L^-1处理组，生菜中的硝酸盐含量较CK组升高了391.83%。Mao等研究发现，硝酸盐转运蛋白在植物响应重金属胁迫中具有重要作用，植物吸收NO-3可提高对重金属的耐受性。所以重金属胁迫会促进植物对硝酸盐的吸收。从添加腐植酸的结果看，相比CK，添加腐植酸对生菜中硝酸盐的含量没有显著影响，在含As（Ⅴ）的培养液中添加腐植酸时，生菜中硝酸盐随着腐植酸添加浓度的增加呈显著下降趋势，当腐植酸的添加浓度为5mg·L^-1时，生菜中的硝酸盐含量最低为775.42mg·kg^-1，较V-10处理组降低了66.37%，进一步提高腐植酸添加量，生菜中硝酸盐的含量具有回升趋势，说明适量的腐植酸添加，可以显著降低生菜中硝酸盐的含量。

维生素C是一种还原剂，可使SOD酶活性增强，从而提高机体免疫力，对人类防癌和抗衰老有重要作用。可溶性糖可以维持植物细胞的结构，调节细胞的渗透压，而摄入硝酸盐含量较高的蔬菜会增加人体患肠胃癌等疾病的几率。从本文的结果看，V-0.5处理组的维生素C和可溶性糖含量最高，硝酸盐含量最低。可见，在生菜叶内砷含量不超标的条件下，外源砷浓度为0.5mg·L^-1会提高生菜的品质。腐植酸可促进根系生长，提高根系活力，同时促进植物的光合作用，以此增强作物抗逆性，提高作物品质和产量。

在高浓度砷处理组中，V10HA5处理组的维生素C含量最高，硝酸盐含量最低，说明添加适量腐植酸可以提高生菜的品质，过量的腐植酸不仅造成资源浪费，对蔬菜品质的改善效果也会降低。

（2）游离氨基酸的变化

图5A为根据砷处理组与CK组生菜氨基酸含量做PLS-DA分析得到的VIP图。由图可看出，应对砷酸盐胁迫的主要差异表达氨基酸类型为谷氨酸（GLU）和精氨酸（ARG），其中不同砷处理组生菜ARG表达水平均有不同程度的下调，V-10处理组相比CK组，GLU表达水平下降了19.69%，ARG表达水平下降了90.31%。

图5B主要表示腐植酸对生菜中氨基酸表达水平的影响，结合PLS-DA分析及VIP得分可知，GLU和ARG同时也是腐植酸添加后所引起的主要差异表达氨基酸类型。其中腐植酸上调了GLU的表达水平，与CK组相比，CKHA5处理组GLU的表达水平提高了34.71%，与V-10处理组相比，V10HA1处理组GLU的表达水平提高了44.55%；同时腐植酸的添加也引起了ARG表达水平的提高，与CK组相比，CKHA5的ARG表达水平升高了62.84%，与V-10处理组相比，V10HA1的ARG表达水平升高了801.26%。

在细胞质和叶绿体中，GLU在△1-吡咯琳-5羧酸合成酶（P5CS）和△1-吡咯琳-5羧酸还原酶（P5CR）的作用下合成脯氨酸，脯氨酸在植物细胞中起着重要作用，可以作为渗透剂、羟自由基清除剂，还可以作保护酶的相溶性溶质。植物体内的P5CS通常有两个同源的P5CS基因编码，这两个同源的P5CS在不同胁迫条件下的表达水平存在差异。砷胁迫下，植物中脯氨酸的含量通常会增加，则作为底物的GLU降低，这与本文结果相符。而在腐植酸处理组中，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胁迫。从本研究也可看出，ARG在砷胁迫下受到显著影响。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等的前体物质，而多胺、一氧化氮是植物体内重要的信使分子，参与生长发育、抗逆等几乎所有的生理生化过程。Capone等的研究表明，ARG代谢有利于植物对逆境的感知和识别。砷胁迫下，ARG含量不同程度降低，表明ARG可能生成了许多作为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，降低了植物的砷胁迫。

四、结论

（1）随着砷酸盐添加浓度的增加，生菜产酸代谢增强，添加腐植酸能够明显缓解生菜的产酸胁迫作用。

（2）当砷酸盐添加浓度低于3.5mg·L^-1时，在生菜各生长时期，可食部分叶中的砷含量均不超国家限量标准。腐植酸在生菜生长初期会促进砷在茎和叶中的积累，中期会显著降低叶中砷的含量，后期会增加叶中砷的积累。

（3）当砷酸盐添加浓度为0.5mg·L^-1时，可促进生菜的生长，同时会增加生菜叶中的叶绿素含量。而添加腐植酸可以显著改善由于高浓度砷胁迫导致的生菜生长抑制作用。

（4）腐植酸可上调由于砷胁迫而降低的与抗逆相关的GLU和ARG含量，适量的腐植酸添加可显著改善生菜的营养品质，在砷酸盐处理组，5mg·L^-1的腐植酸添加对改善生菜营养品质具有较好的效果。

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