ALA促进不结球白菜耐盐机理的研究

【摘要】：不结球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis var. communis Tsen et Lee)又称小白菜、青菜、油菜,原产中国,为十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种中的一个变种,以其嫩叶为产品器官的一、二年生蔬菜作物。由于其适应性强、生长周期短、营养价值高,是我国南方的大众化蔬菜,在“菜篮子”工程中占有重要地位,成为衡量市场供应优劣的主要标志。近年来东南亚、日本、美国及欧洲各国也均有引种栽培,不结球白菜日益成为一种世界性的蔬菜。 世界上盐碱地面积不断扩大,而有关不结球白菜耐盐性及其机理方面却鲜有研究,本文研究了盐胁迫下ALA对不结球白菜种子萌发、矿质元素含量、光合特性、抗氧化酶活性及耐盐相关基因的影响。 1.不结球白菜种子萌发及幼苗期耐盐性的研究 试验发现随着盐胁迫的增强,种子的萌发率、根的长度、根、子叶及胚轴的干、鲜重和呼吸强度均显著下降。在50 mmol 1-1 NaCl低盐胁迫下"Za-1", "Su-1", "Ak-1"及"Ha-1"四个品种的种子萌发率均高于对照,其中"Ai-1”表现的呼吸强度最高、根长最长,“Ak-1”表现出最高的下胚轴鲜重(16.8 mg/p),而"Ba-1”则表现出最大的子叶鲜重(25 mg/P) 2.盐胁迫下ALA对不结球白菜种子萌发的促进效应 盐胁迫下种子的萌发率及幼苗的生长随着ALA浓度的增加而显著增加,在200mmol 1"1 NaCl盐胁迫下添加5Omg1-1 ALA, "Lb-1"和“Ai-1”表现出最高的种子萌发率,而"Qi-1”则表现出最高的下胚轴干、鲜重(25mg/p,1.6mg/P)及子叶干、鲜重(30.4mg/P,2.9mg/P)。在添加：20 mg I-1 ALA'情况下,"Lb-1", "Za-1"及“Su-1”的根长最长。在添加20 mmol I-1 ALA抑制剂LA溶液后,幼苗生长受到显著抑制。ALA可能是通过色素物质影响种子萌发及幼苗生长,而后者在线粒体呼吸途径中又具有重要的作用。 3.盐胁迫下ALA对不结球白菜矿质含量的影响 盐胁迫下,不结球白菜叶片Mg2+、Ca2+和K+的含量下降,而Nz+和Cl-的含量增加。进一步经ALA处理后,叶片Mg2+、Ca2+、K+的含量增加,Na+和Cl-的含量降低。但在"Qd-1”中Na+含量没有降低,而在“Li-1”和“Ai-1”两品种中Na+明显降低。处理后8天“Ai-1”的Ca2+含量最高(36.08 mg/g)；处理后24天,“Li-1”中Mg2+和Cl-含量最高,分别达到4.07 mg/g和7.0 mg/g; "Qd-1"中Na+(47.16 mg/g)和"Ai-1"中K+(43.34 mg/g)的含量在处理24天后达到最高。 4.盐胁迫下ALA对不结球白菜色素量、抗氧化酶活性及光合特性的影响 试验表明,ALA提高了不结球白菜的光合速率及色素含量,15Ommo11-1 NaCl胁迫下添加100 mg 1-1ALA后,“Qd-1”在1000μmol m-2 s-1光照强度下表现出最大的光合速率15.41μmol m-2 s-1,色素含量也达到最大值,叶绿素a、b及总量分别为1.08 mg g-1FW、0.59 mg/g FW及1.67 mg/g FW,叶绿素a/b为0.54。盐胁迫下耐盐品种“Ai-1”,表现出最大的SOD酶活性(72Ug-1min-1)和POD酶活性(0.08Ug-1min-1)。而"Li-1”中CAT酶活性在50mg 1-1和150mg 1-1盐胁下增加,而添加100mg 1-1ALA后,CAT酶活性分别下降180%和155%。 5.盐胁迫下ALA对不结球白菜色素荧光特性的影响 盐胁迫下研究了耐盐"Aijiaohuang"、中耐盐'Qingdi"及盐敏感"Lichuandasuo mian"品种的色素荧光特性,结果表明盐胁迫下添加ALA后,中耐盐品种“Qingdi”表现出最高的色素光吸收效率,电子吸收及传递率也有所增加。盐胁迫影响到光合PSⅡ的稳定性,而ALA则显著增加了光合器官的稳定性。 6.不结球白菜S44基因的诱导表达特性 S44基因有助于增强植株的耐盐性,采用同源克隆的方法,获得了294 bp的S44基因。通过Real-time PCR技术对S44基因的表达研究发现,ALA促进S44基因的表达,其中根的表达量高于叶片中的表达。 7.ALA对不结球白菜色素含量、抗氧化酶活性及光合特性的影响 非盐胁迫下测定了不同浓度的ALA对不结球白菜色素含量、抗氧化酶活性及光合特性的影响,结果表明250 mg l-1 ALA处理后“Qd-1”叶绿素a含量最高(1.96 mg/g FW),50mgl-1 ALA处理后“Za-1”叶绿素b含量及色素总量最高,分别达到1.74 mg/g FW和2.32 mg/g FW,150 mg I-1 ALA处理后“Ai-1”有最高的Chla比值250 mg-1 ALA处理后,“Zh-1”表现出最高的POD活性1.23 Ug-1.min-1, "Zy-1"有最高的CAT活性0.93Ug-1.min-1,"Qi-1"有最强的SOD活性(287Ug-1.min-1)。同样处理下"Ba-1”具有最高的净光合速率Pn (14.78 (μmol m-2 s-1),而“Qi-1”具有最高的胞内CO2浓度(Ci),50mgl-1 ALA处理“Zh-1"气孔导度((Gs)最高(0.599μmol m-2 s-1)。250mg I-1 ALA也促使“Za-1”达到最大的蒸腾速率11.2μmol m-2 s-1。