在缺锌的情况下，硅能够以物种依赖性的方式减轻水稻和大豆中的氧化应激

《BMC Plant Biology》：Silicon reduces oxidative stress under zinc deficiency in a species-dependent manner in rice and soybean

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摘要

背景

锌（Zn）缺乏是农业系统中常见的营养限制因素，直接影响作物的生长，其与氧化还原平衡失调密切相关。硅（Si）被认为可以提高植物对非生物胁迫的耐受性；然而，关于其在缓解锌缺乏方面的有效性证据有限，尤其是在不同施用方法下具有不同硅积累能力的作物品种中。本研究探讨了叶面和根部施用硅对水稻（Oryza sativa L.，一种已知能积累硅的作物）和大豆（Glycine max L.，一种不积累硅的作物）在锌充足和锌缺乏条件下的硅和锌积累、氧化代谢、抗氧化反应以及干物质产量的影响。

结果

无论物种或施用方法如何，硅补充显著增加了两种作物的硅浓度和积累量，并在锌缺乏的情况下提高了锌的积累量和利用率。锌缺乏会诱导氧化应激，表现为过氧化氢（H?O?）和MDA水平升高以及抗氧化酶活性改变。叶面和根部施用硅均减少了水稻和大豆中的氧化损伤指标，尽管不同物种之间的调节反应存在差异。在锌缺乏的水稻植株中，根部和叶面施用硅均增强了抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化氢酶（CAT）的活性。而在锌缺乏的大豆植株中，叶面施用硅选择性地增加了APX活性，而CAT活性则反应较弱。这些生理调节使得两种作物的生物量积累量都高于未经处理的锌缺乏植株，证明了硅诱导的生化调节具有功能性意义。值得注意的是，这些响应不仅限于应激情况，在锌供应充足的情况下，硅还改善了抗氧化协调性和养分利用效率，表明其具有预处理效应。

结论

硅补充有助于维持氧化平衡，改善养分动态，并在锌缺乏条件下提高植物表现，其有效性受作物生理特性和硅施用途径的影响。这些结果首次证明，无论是叶面还是根部施用硅，都是一种有前景的农艺策略，可用于缓解积累硅和不积累硅的作物的锌缺乏问题。

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