外源一氧化氮对盐胁迫下番茄幼苗生理特性影响的研究

【摘要】： 设施蔬菜栽培中，土壤次生盐渍化程度不断加重，导致蔬菜产量和品质下降，已成为设施栽培的限制性因素和设施生产可持续发展的严重障碍。NO是一种广泛分布于生物体的气体活性分子，它具有多种生理功能。近年来NO对植物学的研究表明，NO参与植物生长发育的许多过程，如种子萌发、叶片伸展、根系生长、器官衰老、细胞程序性死亡以及植物胁迫响应等。研究表明，NO可以提高小麦、玉米、水稻、羽扇豆及芦苇等的耐盐性，但国内外有关NO对番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗耐盐性影响的研究甚少。本研究通过根际施加外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside，SNP)，初步探讨了盐胁迫下NO处理对番茄幼苗生理特性的影响，为提高植物的抗盐性提供一定的理论依据。主要研究结果如下： 本文首先在100 mmol·L~(-1) NaCl胁迫下，研究了0.05～0.8 mmol·L~(-1)的外源NO供体SNP处理对番茄幼苗生长、叶片保护酶活性和氧化损伤的影响。结果表明，外源NO缓解番茄幼苗NaCl胁迫具有剂量效应，以0.1 mmol·L~(-1) SNP处理缓解NaCl胁迫伤害的效果最好，显著提高了番茄幼苗生长、叶片叶绿素含量、保护酶SOD、POD、CAT和APX活性、脯氨酸和可溶性糖含量，显著降低了MDA含量和O_2·~-产生速率，从而增强植株的耐盐性。 外源NO均显著提高了盐胁迫下番茄幼苗生长，SOD、POD、CAT和APX活性，AsA和GSH含量，渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量，不同程度的提高了可溶性蛋白质含量，显著降低了MDA含量和O_2·~-产生速率。SNP单独处理时显著增加了盐敏感品种的APX活性，AsA和GSH含量，对以上其余各指标没有明显影响。在相同的处理条件下，耐盐品种保护酶活性、抗氧化剂和渗透调节物质含量均高于盐敏感品种，MDA含量和O_2·~-产生速率均小于盐敏感品种。表明外源NO能缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用，通过促进盐胁迫下保护酶活性、抗氧化剂和渗透调节物质含量，降低盐胁迫下植株体内ROS含量，缓解盐胁迫诱导的膜脂过氧化，增强植株的耐盐能力。 外源NO显著降低盐胁迫下番茄幼苗根、茎和叶中Na~+、Cl~-含量，促进K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量并提高K~+／Na~+值、Ca~(2+)／Na~+值和Mg~(2+)／Na~+值，促进根对K~+、Ca~(2+)的选择性吸收(S_(K／Na)、S_(Ca／Na))和K~+、Ca~(2+)向地上部的选择性运输(S_(K／Na)、S_(Ca／Na))。SNP单独处理时对以上各指标没有显著影响。在相同的处理条件下，盐敏感品种的Na~+、Cl~-在根、茎和叶中累计量均低于耐盐品种，而K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)的累计相反；根向介质吸收S_(K／Na)、S_(Ca／Na)，向茎、叶运输的S_(K／Na)、S_(Ca／Na)值均较低。结果表明，外源NO能通过降低离子毒害，改善植株体内的养分平衡，缓解NaCl胁迫对番茄幼苗造成的伤害，增强番茄幼苗的耐盐能力。 外源NO均显著提高了盐胁迫下番茄幼苗叶片Pn、Tr、Gs、LSP、光饱和光合速率、AQY、CSP、CE、RuBP最大再生速率和叶绿素含量，均显著降低了LCP、CCP，在胁迫前期(0～4 d)使Ci上升，Ls下降，在胁迫后期(6～8 d)使Ci下降，Ls上升。SNP单独处理时使RuBP最大再生速率显著提高，CCP显著降低，对以上其余各指标没有明显影响。在相同的处理条件下，耐盐品种Pn、Tr、Gs和叶绿素含量均高于盐敏感品种。结果表明，外源NO有利于番茄幼苗对光能的捕获和转换，从而降低NaCl胁迫对番茄幼苗光合机构的伤害。 外源NO不同程度地提高了盐胁迫下番茄幼苗叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ光化学效率(Fv／Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv／Fo)、表观光合电子传递速率(ETR)、实际光化学量子产量(Yield)、光化学荧光猝灭系数(qP)和光化学速率(P_(rate))，均显著降低了初始荧光(Fo)、非光化学荧光猝灭系数(qN)、光下相对光合限制值(L_(PFD))和天线热耗散速率(D_(rate))。SNP单独处理时对以上各指标没有明显影响。在相同的处理条件下，耐盐品种Fm、Fv／Fm、Fv／Fo、ETR、Yield、qP和P_(rate)均高于盐敏感品种，Fo、qN、L_(PFD)和D_(rate)均低于盐敏感品种。结果表明，外源NO能有效缓解盐胁迫对番茄PSⅡ系统的伤害，对提高番茄耐盐性起着重要的作用。 外源NO不同程度地提高了盐胁迫下ABA含量、腐胺(Put)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)、多胺(PAs)和(Spd+Spm)／Put值，降低了Put／PAs值。SNP单独处理时对两个番茄品种幼苗叶片以上各指标均无明显影响。相同处理时，与耐盐品种相比，盐敏感品种幼苗叶片中ABA含量、Put、Spm、Spd、PAs和(Spd+Spm)／Put值较低，Put／PAs值较高。结果表明，外源NO处理可提高番茄幼苗对盐胁迫逆境的适应能力，降低盐胁迫对番茄幼苗的抑制作用，从而提高植物的耐盐性。

【关键词】：一氧化氮 盐胁迫 番茄幼苗 生理特性
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S641.2
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