Cd脅迫下外源谷胱甘肽對紫花苜蓿氮代謝及Cd累積特征的影響

李航，李祖然，李博，陳建軍，何永美，楊姝

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，昆明 650201；3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，昆明 650201）

我國部分地區(qū)重金屬污染較為嚴(yán)重，2014 年全國土壤污染狀況調(diào)查公報顯示，重金屬Cd 污染超標(biāo)點位占全部取樣點位的7%，位列重金屬污染之首[1]。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是一種優(yōu)質(zhì)牧草，在我國有較大的種植面積，研究顯示其具有一定的Cd耐性和Cd 吸收累積能力[2]。谷胱甘肽（GSH）是一類普遍存在于植物體內(nèi)的含巰基低分子化合物，也是植物螯合肽（PCs）的前體物質(zhì)和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶的底物，能直接清除單線態(tài)氧以及過氧化氫（H2O2）等多種活性氧（ROS）自由基，也能通過抗壞血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循環(huán)間接清除ROS[3]。目前，外源GSH對Cd 毒害緩解作用的研究主要集中在與Cd 螯合、AsA-GSH 循環(huán)、阻斷Cd 轉(zhuǎn)運吸收及抗氧化酶共同作用調(diào)控細(xì)胞內(nèi)ROS 等方面。Cd脅迫會影響植物對氮素的吸收、分配和累積，使植物氮素代謝紊亂，甚至造成植物死亡[4]。GSH 與氮代謝存在緊密聯(lián)系，是氮與硫營養(yǎng)之間協(xié)調(diào)的關(guān)鍵，扮演著調(diào)控因子的角色[5]。GSH 在生物固氮的結(jié)瘤過程中具有關(guān)鍵作用，GSH合成的缺乏抑制了蒺藜苜蓿根瘤的形成[6]；同時，也有研究表明外源GSH 能夠削弱外界脅迫對于植物氮代謝的抑制，藍(lán)藻受到氯化鈉脅迫時，外源GSH 能在一定程度上提高藍(lán)藻的固氮能力[7]。目前，對于Cd脅迫下GSH 對植物氮代謝的影響研究較少，本研究以紫花苜蓿為植物材料，開展水培試驗，探討Cd脅迫下外源GSH 對紫花苜蓿氮代謝及Cd 累積特征的影響，為植物代謝生理生態(tài)和植物逆境生理生態(tài)等領(lǐng)域研究提供數(shù)據(jù)支撐，同時為紫花苜蓿用于Cd 污染土壤的治理和綜合利用提供基礎(chǔ)性研究資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試4 個品種紫花苜蓿為甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號、中苜1 號和WL525HQ，苜蓿種子由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院草業(yè)科學(xué)實驗室提供。隨機挑選顆粒飽滿、無蟲蛀紫花苜蓿種子若干，用酒精清洗30 s，用0.1% HgCl2溶液消毒8 min，再用蒸餾水沖洗4～5 次，備用。

1.2 試驗設(shè)計

紫花苜蓿種子置于25 ℃恒溫、黑暗的育苗盤中發(fā)芽，待其子葉展開后移至植物補光燈下繼續(xù)培育，真葉長出后選取葉面積較大、根部發(fā)育完整的植株移入水培盒（12.6 cm×8.6 cm×11.2 cm）中。水培盒內(nèi)放置充氣泵，24 h 向水培液中充氣。每日在恒定光強（10 000 lx）下光照12 h，培養(yǎng)環(huán)境為（25±3）℃。培養(yǎng)液為Hoagland 營養(yǎng)液，由去離子水自行配制，其組成為硝酸鈣945 mg·L-1、硝酸鉀607 mg·L-1、磷酸銨115 mg·L-1、硫酸鎂493 mg·L-1、鐵鹽溶液2.5 mg·L-1、微量元素5 mg·L-1，pH為6.0。

根據(jù)課題組前期試驗結(jié)果，設(shè)置對照處理（0 mg·L-1Cd，0 mg·L-1GSH）、Cd處理（15 mg·L-1Cd，0 mg·L-1GSH）和混合處理（15 mg·L-1Cd，25 mg·L-1GSH），其中Cd以CdCl2形式溶于營養(yǎng)液中，外源GSH以溶液形式噴灑至葉片上。每個處理設(shè)3 個重復(fù)，每個重復(fù)5 棵植株。每3 d更換一次營養(yǎng)液并施加Cd脅迫，同時噴灑GSH溶液，噴灑量根據(jù)植株大小有所差異，以葉片均勻打濕為準(zhǔn)。生長4周后收獲紫花苜蓿，測定各指標(biāo)。

1.3 指標(biāo)測定

紫花苜蓿收獲后，用自來水清洗后再用去離子水清洗2 遍，用濾紙擦干表面水分，測定株高；將植株分為地上部和地下部，于105 ℃殺青30 min，80 ℃恒溫烘干至質(zhì)量恒定，測定地上部和地下部的生物量。

地上部指標(biāo)測定：游離氨基酸含量采用茚三酮法測定；可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定；總氮含量采用凱氏定氮儀法[8]測定；脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定；天冬酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脫氫酶活性采用NADH速率法測定；谷氨酰胺合成酶活性采用氯化鐵比色法測定；硝酸還原酶活性采用NADPH速率法測定；亞硝酸鹽還原酶活性采用萘胺比色法測定。試劑盒購自蘇州格銳思生物科技有限公司。

樣品消解：將烘干的紫花苜蓿樣品粉碎，稱取0.5 g 放入錐形瓶中，用混合酸（高氯酸∶硝酸=1∶5，V/V）消解，用石墨電熱板140 ℃加熱消解，待樣品消解完全，冷卻至室溫后過濾，定容。采用AA320N型火焰原子吸收分光光度計測定地上部與地下部Cd含量。

采用差速離心法提取地上部亞細(xì)胞組分并采用石墨爐原子吸收分光光度法測定Cd的亞細(xì)胞分布[9]；使用兩步連續(xù)提取法，分離地上部乙醇提取態(tài)、鹽酸提取態(tài)和殘渣態(tài)的Cd，并采用火焰原子吸收分光光度法測定各形態(tài)的Cd含量[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2018 對試驗所有原始數(shù)據(jù)進行初步計算，再用SPSS 26.0 進行單因素方差分析和差異顯著性檢驗（LSD 法），并采用Origin 2018 繪制相關(guān)圖表。所有數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cd脅迫下外源GSH對紫花苜蓿株高和生物量的影響

由表1 可知，與對照相比，Cd 脅迫下甘農(nóng)9 號、中苜1 號、WL525HQ 地上部生物量顯著下降，甘農(nóng)9 號降幅達32.92%（P＜0.05）。與Cd 處理相比，混合處理中苜1 號、WL525HQ 地上部生物量顯著增加，WL525HQ 增加34.33%（P＜0.05）。Cd 脅迫影響地下部生物量，與對照相比，Cd 脅迫的中苜1 號、WL525HQ 地下部生物量顯著降低，WL525HQ 降低48.84%（P＜0.05）；與Cd處理相比，噴施GSH處理后中苜1 號、WL525HQ 地下部生物量均增加，其中WL525HQ增加75.76%（P＜0.05）。

表1 外源GSH 對Cd 脅迫下紫花苜蓿生物量及株高的影響Table 1 Effect of exogenous GSH on biomass and plant height of Medicago sativa under Cd stress

Cd 脅迫對株高有一定抑制作用，與對照相比，甘農(nóng)9號、中苜1號、WL525HQ株高均顯著降低，其中甘農(nóng)9 號降幅最大，達28.35%；與Cd 處理相比，噴施GSH 處理以上3 個品種株高均顯著增加，其中中苜1號的GSH處理增加47.88%（P＜0.05），增幅最大。

2.2 Cd脅迫下外源GSH對紫花苜蓿氮代謝的影響

2.2.1 氮素形態(tài)及含量

由圖1 可知，與對照相比，Cd 脅迫處理甘農(nóng)9 號、中苜1 號、WL525HQ 總氮含量顯著降低，中苜1 號降幅達37.19%（P＜0.05）。外源GSH 混合處理4 種紫花苜?？偟枯^Cd處理顯著提高，其中WL525HQ增幅最大，提高107.36%（P＜0.05）。

圖1 外源GSH 對Cd 脅迫下紫花苜?？偟康挠绊慒igure 1 Effect of exogenous GSH on the total nitrogen content of Medicago sativa under Cd stress

由表2 可知，Cd 脅迫和外源GSH 對游離氨基酸含量影響較小，僅WL525HQ 較對照顯著降低41.67%，其他品種無顯著變化（P＞0.05）。Cd 脅迫下，甘農(nóng)9 號、中苜1 號和WL525HQ 的可溶性蛋白含量較對照顯著降低，WL525HQ 降幅最大，較對照降低21.94%；與Cd 處理相比，噴施GSH 處理甘農(nóng)3 號、WL525HQ 的可溶性蛋白含量無顯著變化，中苜1 號和甘農(nóng)9 號可溶性蛋白含量顯著增加，其中中苜1 號增幅最大，增加20.46%（P＜0.05）。Cd 脅迫下硝態(tài)氮含量均顯著減少，甘農(nóng)9號減少42.45%，降幅最大；噴施GSH 所有品種的硝態(tài)氮含量較Cd 處理均顯著增加，甘農(nóng)3號增幅最大，增加了100.39%（P＜0.05）。Cd處理下脯氨酸含量品種間差異較大，與對照相比甘農(nóng)9 號降低59.20%，甘農(nóng)3 號、中苜1 號和WL525HQ 的含量分別增加了37.02%、130.75%和92.13%；噴施GSH 處理4 個品種紫花苜蓿的脯氨酸含量較Cd 處理顯著降低（P＜0.05），降幅為19.31%～68.42%。

表2 外源GSH對Cd脅迫下紫花苜蓿地上部氮素形態(tài)及含量的影響Table 2 Effect of exogenous GSH on the above-ground nitrogen form and content of Medicago sativa under Cd stress

對株高、生物量、總氮等指標(biāo)變化進行相關(guān)性分析（表3），發(fā)現(xiàn)總氮含量與地上部生物量、地下部生物量、游離氨基酸含量之間兩兩呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，硝態(tài)氮與地下部生物量、總氮、游離氨基酸呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，而可溶性蛋白、脯氨酸與其他指標(biāo)間均無顯著相關(guān)關(guān)系。

表3 GSH對Cd脅迫下紫花苜蓿生理指標(biāo)變化率的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of GSH on the change rate of physiological indexes of Medicago sativa under Cd Stress

2.2.2 氮代謝關(guān)鍵酶活性

與對照相比，Cd 脅迫對甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號的亞硝酸還原酶、硝酸還原酶及天冬酰胺合成酶活性無顯著影響（圖2a～圖2c），中苜1 號、WL525HQ 的亞硝酸還原酶、硝酸還原酶及天冬酰胺合成酶活性顯著降低（P＜0.05），3 種酶活性最大降幅達到37.70%（WL525HQ）、40.00%（WL525HQ）、55.33%（WL525HQ）。與Cd 處理相比，噴施外源GSH 處理甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9號亞硝酸還原酶、天冬酰胺合成酶活性無顯著變化；中苜1 號、WL525HQ 的硝酸還原酶、天冬酰胺合成酶活性顯著升高（P＜0.05）。可見Cd脅迫和外源GSH 對紫花苜蓿的亞硝酸還原酶、硝酸還原酶及天冬酰胺合成酶活性影響不同，這種影響可能與紫花苜蓿的品種有關(guān)，甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號對Cd 脅迫和外源GSH 不敏感，Cd 處理和混合處理時上述酶活性無顯著變化，中苜1 號和WL525HQ 在Cd 脅迫下酶活性顯著降低，外源GSH能在一定程度上緩解Cd脅迫，提高酶活性。

Cd 脅迫下甘農(nóng)3 號和甘農(nóng)9 號的谷氨酸脫氫酶活性呈顯著上升趨勢（圖2d），較對照提高63.41%和131.73%，中苜1 號、WL525HQ 谷氨酸脫氫酶活性受到不同程度抑制，分別降低19.18%、21.78%（P＜0.05）；噴施外源GSH后，與Cd處理相比甘農(nóng)3號和甘農(nóng)9 號的谷氨酸脫氫酶活性降低28.82%、11.97%（P＜0.05）；中苜1 號和WL525HQ 的谷氨酸脫氫酶活性呈上升趨勢，較Cd 處理增加了39.23%、52.46%（P＜0.05），Cd 處理與混合處理下甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號與中苜1 號、WL525HQ 谷氨酸脫氫酶活性變化趨勢相反，但對Cd脅迫與外源GSH均較為敏感。

Cd脅迫下，除甘農(nóng)3號外其他品種的谷氨酸合成酶活性受到不同程度的抑制，活性較對照顯著降低（圖2e），WL525HQ 降幅最大，達43.79%（P＜0.05）；噴施外源GSH 后，與Cd 處理相比甘農(nóng)9 號、中苜1 號、WL525HQ 的谷氨酸合成酶活性均有不同程度升高，增幅為58.84%～79.05%（P＜0.05）。Cd 脅迫對甘農(nóng)9號谷氨酰胺合成酶活性無顯著影響，但使甘農(nóng)3 號、中苜1號和WL525HQ 谷氨酰胺合成酶活性不同程度下降（圖2f），降幅分別為20.03%、19.65%和30.93%（P＜0.05）。噴施外源GSH 后，除甘農(nóng)9 號外，其他3個品種的谷氨酰胺合成酶活性較Cd處理有不同程度升高，其中中苜1 號和WL525HQ 分別升高37.30%和27.91%（P＜0.05）。上述結(jié)果表明谷氨酸-谷氨酰胺合成酶循環(huán)作為植物體內(nèi)無機氮的常規(guī)途徑，在Cd處理與混合處理下兩者變化趨勢一致，Cd 脅迫會導(dǎo)致兩者活性受到抑制，而外源GSH 能一定程度緩解Cd毒害，且緩解程度與紫花苜蓿品種相關(guān)。

圖2 外源GSH對Cd脅迫下紫花苜蓿葉片中氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響Figure 2 Effect of exogenous GSH on the activity of key enzymes of nitrogen metabolism in Medicago sativa leaves under Cd stress

2.3 外源GSH對紫花苜蓿Cd累積特征的影響

2.3.1 總Cd累積量

由表4 可知，Cd 脅迫下噴施GSH，僅中苜1 號地上部Cd 累積量較Cd 處理顯著降低14.70%；地下部Cd累積量僅WL525HQ 顯著降低10.10%（P＜0.05），其他品種無顯著差異。各品種地下部Cd含量高于地上部Cd含量，外源GSH對苜蓿體內(nèi)Cd含量影響較小。

表4 外源GSH對Cd脅迫下紫花苜蓿地上部、地下部Cd積累量的影響Table 4 Effect of exogenous GSH on the accumulation of aboveand under ground Cd in Medicago sativa under Cd stress

2.3.2 Cd的亞細(xì)胞分布

由圖3 可知，對照中Cd 主要富集在苜蓿的細(xì)胞壁中，甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號占比分別為45.74%、48.06%，中苜1號和WL525HQ 占比則超過一半，分別為57.58%和54.58%。其次為液泡，甘農(nóng)3號和甘農(nóng)9號占比超過30%，中苜1 號和WL525HQ 占比分別為26.50%和27.62%。細(xì)胞器中Cd 含量占比最低，僅甘農(nóng)3號占比超過30%，其他品種均低于20%。

圖3 外源GSH對Cd脅迫下紫花苜蓿葉片亞細(xì)胞中Cd分布的影響Figure 3 Effect of exogenous GSH on the distribution of Cd in subcellular Medicago sativa leaves under Cd stress

Cd 處理中，甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號、WL525HQ 仍是細(xì)胞壁含量占比最高，分別達到了43.58%、40.34%、41.88%，中苜1 號液泡Cd 含量占比（40.36%）則略高于細(xì)胞壁（38.88%），與對照相比更多的Cd 富集到液泡中。

混合處理中，4個品種的紫花苜蓿均為液泡Cd含量占比最高，甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號、中苜1 號和WL525HQ 分別達到45.51%、52.25%、49.05% 和50.59%，其次為細(xì)胞壁。與對照和Cd處理相比，苜蓿葉片細(xì)胞壁的Cd 含量占比有所減少，而液泡中的Cd占比持續(xù)增加。Cd 含量占比最低的仍是細(xì)胞器，上述4個品種分別為18.70%、18.00%、19.08%、17.29%。

2.3.3 Cd的化學(xué)形態(tài)

Cd的形態(tài)和含量測定結(jié)果（圖4）顯示，在對照中，苜蓿體內(nèi)的Cd主要以鹽酸提取態(tài)的形式存在，4個品種的鹽酸提取態(tài)占比分別達到66.68%、62.00%、43.18%、44.22%。甘農(nóng)3號、WL525HQ的殘渣態(tài)占比高于乙醇提取態(tài)，甘農(nóng)9號、中苜1號的乙醇提取態(tài)占比高于殘渣態(tài)。

圖4 外源GSH對Cd脅迫下紫花苜蓿葉片各提取態(tài)Cd含量分配比例的影響Figure 4 Effect of exogenous GSH on the proportional distribution of Cd content in each extraction state of Medicago sativa leaves under Cd stress

Cd 脅迫下，各品種鹽酸提取態(tài)占比仍最高，與對照相比，甘農(nóng)3 號、中苜1 號、WL525HQ 分別增加了3.43、29.99、23.13個百分點；乙醇提取態(tài)占比除甘農(nóng)3號外，其他品種較對照均有所減少；殘渣態(tài)僅甘農(nóng)9號較對照增加5.78個百分點。

與Cd 處理相比，施加GSH 后4 個品種鹽酸提取態(tài)占比總體上升，甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號、中苜1 號、WL525HQ 分別增加了6.33、14.81、1.88、8.17 個百分點，4個品種的乙醇提取態(tài)與殘渣態(tài)較Cd處理相比均有所減少。

2.3.4 PCs含量

對PCs 進行檢測分析，結(jié)果如圖5 所示。總體來看，PCs 含量表現(xiàn)為甘農(nóng)3 號＞甘農(nóng)9 號＞中苜1 號≈WL525HQ。對照處理中各品種PCs 含量在77～134 nmol·g-1，Cd 脅迫使PCs 含量顯著增加，甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號、中苜1 號、WL525HQ 的PCs 較對照分別增加387.31%、460.64%、314.29%、281.01%（P＜0.05）。噴施GSH 處理PCs 含量較Cd 處理進一步增加，增幅分別為33.69%、29.79%、50.78%、53.15%（P＜0.05）。這說明外源GSH 提升了紫花苜蓿葉片內(nèi)PCs 的合成水平，能更有效地幫助植物抵抗Cd毒害。

圖5 外源GSH對Cd 脅迫下紫花苜蓿葉片PCs含量的影響Figure 5 Effect of exogenous GSH on PCs content in Medicago sativa leaves under Cd Stress

3 討論

植物株高、生物量對Cd脅迫有明顯的響應(yīng)，外源物質(zhì)水楊酸（SA）、GSH 可以緩解重金屬對某些植物的損傷，提高植物的干物質(zhì)累積量[11-12]。本研究中，Cd 脅迫下苜蓿的地上部和地下部生物量以及株高均有不同程度降低，且地下部生物量降幅大于地上部。本研究施加GSH 后苜蓿生物量、株高均不同程度增加，與丁繼軍等[13]的研究結(jié)果類似。生物量、株高的具體變化幅度則與苜蓿品種有關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)甘農(nóng)3 號對Cd 有較強的抗性[14]，在本試驗中甘農(nóng)3 號對Cd 脅迫敏感度較其他品種低，生物量、株高的變化幅度較小。相關(guān)性分析表明株高、生物量與總氮含量顯著正相關(guān)（表3），與葉芳等[14]的研究結(jié)果一致，說明植物氮含量對其生物量有直接的影響。而外源GSH 也一定程度增加紫花苜蓿體內(nèi)的可溶性蛋白和游離氨基酸含量，這種變化會增加細(xì)胞滲透濃度和功能蛋白數(shù)量，有助于維持細(xì)胞正常代謝，還可能合成一類能與Cd特異結(jié)合的蛋白質(zhì)或多肽，從而減輕毒害[15]。

Cd 脅迫會抑制植物體內(nèi)氮代謝關(guān)鍵酶活性，如硝酸還原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶等[16]，本試驗也得到類似的結(jié)果。硝酸還原酶是硝態(tài)氮同化過程的限速酶[17]。在本研究中，施加外源GSH能顯著增強Cd脅迫下硝酸還原酶和亞硝酸還原酶活性。硝態(tài)氮經(jīng)硝酸還原酶轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮后，以谷氨酸合成酶/谷氨酰胺合成酶循環(huán)為主要途徑，銨鹽被轉(zhuǎn)化為有機化合物[18]。本試驗中，GSH 的施加使得Cd 脅迫下谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶活性顯著升高，同時作為植物合成有機物的重要途經(jīng)之一，NADHGDH 通路中的谷氨酸脫氫酶活性顯著增加[19]。這說明外源GSH 可能同時通過增強谷氨酸合成酶/谷氨酰胺合成酶循環(huán)、NADH-GDH 模式促進植物將無機氮轉(zhuǎn)化為有機氮。

Cd 對植物的生長發(fā)育和細(xì)胞的新陳代謝具有重要影響[20-22]，本試驗采取水培方式，苜蓿體內(nèi)Cd 含量遠(yuǎn)高于楊姝等[23]的研究中土培試驗的結(jié)果，SINGH等[24]研究結(jié)果也驗證了水培方式苜蓿體內(nèi)Cd 含量高于土培，這可能是由于水培條件下Cd 均以離子態(tài)存在，極易被根部吸收。通過分析Cd 的亞細(xì)胞分布可以發(fā)現(xiàn)，未施加GSH 時Cd 主要分布在葉片細(xì)胞的細(xì)胞壁中，施加GSH 后，細(xì)胞壁Cd 含量占比下降，而液泡中Cd 含量占比增大；通過分析葉片Cd 的化學(xué)形態(tài)可以發(fā)現(xiàn)，未施加GSH時Cd主要以鹽酸提取態(tài)存在，施加GSH 后鹽酸提取態(tài)的占比進一步增加。本試驗紫花苜蓿葉片細(xì)胞Cd 分布與化學(xué)形態(tài)分布雖與小麥[25]的有所差異，但在施加外源GSH 后，兩者在變化趨勢上相同，即外源GSH會增加液泡中Cd含量占比，提高鹽酸提取態(tài)占比；同時外源GSH 的施加使得紫花苜蓿PCs 含量較Cd 處理顯著提高，而鹽酸提取態(tài)Cd 極易與PCs 結(jié)合，以低分子量復(fù)合物存在于植物液泡中[26]。這說明紫花苜蓿在Cd 脅迫下，外源GSH作為PCs 的合成底物，可以提高PCs 的合成水平，并與進入細(xì)胞的Cd 螯合且運輸存放至液泡內(nèi)，從而阻止游離態(tài)Cd 進入細(xì)胞器，進而有效緩解Cd毒害。

4 結(jié)論

（1）Cd 脅迫會抑制紫花苜蓿氮代謝，噴施外源GSH能顯著提高硝酸還原酶等氮代謝關(guān)鍵酶的活性，維持植物的正常氮代謝過程，提高紫花苜蓿體內(nèi)總氮和硝態(tài)氮含量。上述變化存在品種差異，甘農(nóng)3 號有較強耐Cd性，WL525HQ的耐Cd性則相對較弱。

（2）外源GSH 影響紫花苜蓿對Cd 的吸收累積特征，使Cd 更多地以鹽酸提取態(tài)的形式存在于植物液泡內(nèi)，從而阻止Cd以游離態(tài)的形式進入細(xì)胞器，有效緩解Cd毒害，維持植物正常生長。

綜上，Cd 脅迫下外源GSH 對紫花苜蓿氮代謝的正常進行具有一定促進作用，可能是通過減輕Cd 毒害間接對氮代謝進行調(diào)控。GSH 是否直接參與植物氮代謝過程還需進一步研究。