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Foliar application of plant growth regulators for enhancing heavy metal phytoextraction efficiency by Sedum alfredii Hance in contaminated soils: Lab to field experiments
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2024-01-03 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.169788 Zhiqin Chen 1 , Qizhen Liu 1 , Shijun Zhang 1 , Yasir Hamid 1 , Jiapan Lian 1 , Xiwei Huang 1 , Tong Zou 1 , Qiang Lin 1 , Ying Feng 1 , Zhenli He 2 , Xiaoe Yang 1
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2024-01-03 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.169788 Zhiqin Chen 1 , Qizhen Liu 1 , Shijun Zhang 1 , Yasir Hamid 1 , Jiapan Lian 1 , Xiwei Huang 1 , Tong Zou 1 , Qiang Lin 1 , Ying Feng 1 , Zhenli He 2 , Xiaoe Yang 1
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The phytoremediation efficiency of plants in removing the heavy metals (HMs) might be influenced by their growth status and accumulation capacity of plants. Herein, we conducted a lab-scale experiment and a field try out to assess the optimal plant growth regulators (PGRs) including indole-3-acetic acid (IAA)/brassinolide (BR)/abscisic acid (ABA) in improving the phytoextraction potential of Sedum alfredii Hance (S . alfredii ). The results of pot experiment revealed that application of IAA at 0.2 mg/L, BR at 0.4 mg/L, and ABA at 0.2 mg/L demonstrated notable potential as optimal dosage for Cd/Pb/Zn phytoextraction in S . alfredii . The findings of subcellular level of Cd/Pb/Zn in leaves showed that IAA (0.2 mg/L), BR (0.4 mg/L) or ABA (0.2 mg/L) promoted the HMs storage in the soluble and cell wall fraction, therefore contributing HMs subcellular compartmentation. In addition, application of PGRs notably enhanced the antioxidant system (SOD, CAT, POD, APX activities) while reducing lipid peroxidation (MDA content) in S . alfredii , consequently improving HMs tolerance and growth of S . alfredii . Moreover, the results of field trial showed that application of BR, IAA, or ABA+BR substantially improved the growth of S . alfredii by inducing plants biomass and augmenting the levels of photosynthetic pigment contents. Notably, ABA+BR noticed the highest theoretical biomass by 42.9 %, followed by IAA (41.6 %), and BR (36.4 %), as compared with CK. Additionally, ABA+BR treatment showed effectiveness in removing the Cd by 103.4 %, while BR and IAA led to a significant increase of Pb and Zn removal by 239 % and 116 %, respectively, when compared with CK. Overall, the results of this study highlights that the foliar application of IAA, BR, or ABA+BR can serve as viable strategy to boosting phytoremediation efficiency of S . alfredii in contaminated soil by improving the biomass and metal accumulation in harvestable parts.
中文翻译：
叶面施用植物生长调节剂提高景天属 （Sedum alfredii Hance） 在污染土壤中的重金属植物提取效率：从实验室到田间的实验
植物去除重金属 （HMs） 的植物修复效率可能受其生长状态和植物积累能力的影响。在此，我们进行了一项实验室规模的实验和田间试验，以评估最佳植物生长调节剂 （PGR），包括吲哚-3-乙酸 （IAA）/油菜素内酯 （BR）/脱落酸 （ABA） 在提高景天属 （S. alfredii） 植物提取潜力方面的作用。盆栽实验结果表明，施用 0.2 mg/L 的 IAA、0.4 mg/L 的 BR 和 0.2 mg/L 的 ABA 显示出作为 Cd/Pb/Zn 植物提取的最佳剂量的显着潜力。叶片中 Cd/Pb/Zn 亚细胞水平的结果表明，IAA （0.2 mg/L）、BR （0.4 mg/L） 或 ABA （0.2 mg/L） 促进了 HMs 在可溶性和细胞壁部分中的储存，从而促进了 HMs 亚细胞区室化。此外，PGRs 的应用显着增强了 S. alfredii 的抗氧化系统（SOD、CAT、POD、APX 活性），同时降低了 S. alfredii 的脂质过氧化（MDA 含量），从而提高了 HMs 的耐受性和生长。此外，田间试验结果表明，BR、IAA 或 ABA+BR 的应用通过诱导植物生物量和提高光合色素含量水平，显着改善了 S. alfredii 的生长。值得注意的是，与 CK 相比，ABA+BR 的理论生物量最高，为 42.9%，其次是 IAA （41.6%） 和 BR （36.4%）。此外，ABA+BR 处理显示出 103.4% 的去除 Cd 的有效性，而与 CK 相比，BR 和 IAA 导致 Pb 和 Zn 去除率分别显着增加 239% 和 116%。 总体而言，本研究的结果强调，IAA、BR 或 ABA+BR 的叶面喷施可以作为可行的策略，通过改善可收获部分的生物量和金属积累来提高 S. alfredii 在受污染土壤中的植物修复效率。
更新日期：2024-01-03
中文翻译：
叶面施用植物生长调节剂提高景天属 （Sedum alfredii Hance） 在污染土壤中的重金属植物提取效率：从实验室到田间的实验
植物去除重金属 （HMs） 的植物修复效率可能受其生长状态和植物积累能力的影响。在此，我们进行了一项实验室规模的实验和田间试验，以评估最佳植物生长调节剂 （PGR），包括吲哚-3-乙酸 （IAA）/油菜素内酯 （BR）/脱落酸 （ABA） 在提高景天属 （S. alfredii） 植物提取潜力方面的作用。盆栽实验结果表明，施用 0.2 mg/L 的 IAA、0.4 mg/L 的 BR 和 0.2 mg/L 的 ABA 显示出作为 Cd/Pb/Zn 植物提取的最佳剂量的显着潜力。叶片中 Cd/Pb/Zn 亚细胞水平的结果表明，IAA （0.2 mg/L）、BR （0.4 mg/L） 或 ABA （0.2 mg/L） 促进了 HMs 在可溶性和细胞壁部分中的储存，从而促进了 HMs 亚细胞区室化。此外，PGRs 的应用显着增强了 S. alfredii 的抗氧化系统（SOD、CAT、POD、APX 活性），同时降低了 S. alfredii 的脂质过氧化（MDA 含量），从而提高了 HMs 的耐受性和生长。此外，田间试验结果表明，BR、IAA 或 ABA+BR 的应用通过诱导植物生物量和提高光合色素含量水平，显着改善了 S. alfredii 的生长。值得注意的是，与 CK 相比，ABA+BR 的理论生物量最高，为 42.9%，其次是 IAA （41.6%） 和 BR （36.4%）。此外，ABA+BR 处理显示出 103.4% 的去除 Cd 的有效性，而与 CK 相比，BR 和 IAA 导致 Pb 和 Zn 去除率分别显着增加 239% 和 116%。 总体而言，本研究的结果强调，IAA、BR 或 ABA+BR 的叶面喷施可以作为可行的策略，通过改善可收获部分的生物量和金属积累来提高 S. alfredii 在受污染土壤中的植物修复效率。
京公网安备 11010802027423号