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外源一氧化氮对盐胁迫下番茄幼苗生理特性影响的研究

吴雪霞  
【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。


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