2.2 水稻根际通气条件对水稻As吸收和As转运载体表达的影响
水稻根系可以吸收无机砷和有机砷,有研究[7,26-27]表明,更多的氧气(例如通气条件、间歇性淹水)可以改变土壤中无机砷的形态。然而,关于间歇性淹水对土壤中有机砷浓度的影响还需要进一步的研究。通气条件对水稻植物中As的吸收和积累具有深远的影响。Takahashi等[28]发现,As还原促进了As的溶解释放;当土壤未被淹没时,As吸附在铁(氢)氧化物上,然而在淹水条件下,铁(氢)氧化物的还原溶解和As(Ⅴ)被还原为As(Ⅲ)促进了As从土壤释放到孔隙水中。Xu等[7]报道,通气条件可以极大降低植物对As的生物可利用度,减少水稻中As的积累,与淹水处理相比,通气使无机砷的浓度降低了62%~ 66%。Li等[27]研究表明,淹水条件使土壤中亚砷酸盐的移动性增强,通气处理提高了水稻谷粒中无机砷的比例,但是相对于淹水处理,谷粒中无机砷的浓度仍相对较低。Hua等[29]报道,在淹水条件下,植物对As吸收能力较高可能与铁(氢)氧化物的溶解以及As的释放有关。Somenahally等[26]研究表明,与连续淹水情况相比,间歇淹水的根际和谷物中总As浓度显著降低,因此可以通过改变通气条件来降低根际土壤和谷粒中溶解性As的浓度。Yamaguchi等[30]报道,淹水处理导致土壤Eh降低、pH升高,土壤固相中的As(Ⅲ)百分含量增加,高达土壤总As的80%。Honma等[31]研究表明,Eh低于-100 mV会促使As从铁(氢)氧化物上释放到土壤,在中性条件下,Eh低于100 mV有利于As(Ⅴ)转化为As(Ⅲ)。Li等[32]研究表明,水稻种植方式(水稻和旱稻)对不同形态As的吸收存在显著差异。Norton等[33-34]研究表明,在淹水和非淹水条件下,谷粒As浓度的差异非常显著,淹水条件下平均As浓度是非淹水条件下的14倍;淹水条件对旗叶和谷壳的As浓度无显著影响。Hu等[35]研究表明,相对于通气处理,淹水和间歇淹水处理使DMA浓度显著增加,这可能是导致水稻糙米中总As浓度增加的主要原因。Wu等[4,36]研究表明,与间歇淹水相比,通气处理增加了水稻根部和地上部分的长度及生物量,显著降低了水稻根际总As浓度;此外,通气条件显著增加了根际砷酸盐浓度,显著降低了亚砷酸盐浓度,且水稻根系总P浓度显著增高。与淹水处理相比