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外源褪黑素和一氧化氮及其互作对番茄幼苗碱胁迫缓解效应的研究

刘娜  
【摘要】:土壤盐碱化日益严重,对作物生产造成了严重影响。目前关于盐胁迫及其调控机理的研究已有大量报道,而有关碱胁迫机理的研究相对较少。番茄(Solanum lycopersicum L.)是在世界上广泛栽培和消费的重要蔬菜作物,属于中度盐敏感型作物,盐碱逆境极易给其生产造成严重损失。本试验以番茄为试材,Na HCO3处理模拟碱胁迫,研究了不同浓度褪黑素(MT)对番茄碱胁迫的缓解效应以及在缓解番茄碱胁迫中外源褪黑素和一氧化氮(NO)的互作关系,以期探讨褪黑素调控番茄耐碱性的生理机制,为褪黑素在植物耐碱性中的应用奠定理论基础。主要研究结果如下:1.NaHCO3胁迫使番茄的生长量显著降低,并使叶片黄化。番茄PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、叶绿素含量、抗氧化酶活性和生物量均显著降低,并且导致了活性氧(ROS)迸发、脂质过氧化和膜损伤。NaHCO3胁迫下,外源MT能提高番茄的碱胁迫抵抗力,且具有浓度依赖性,以0.5μM浓度最佳。MT通过提高抗氧化酶活性和促进抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的积累,降低了碱胁迫对番茄幼苗的氧化伤害,这对叶绿素和PSII起到了部分保护作用。另外,本研究还发现MT降低了Na+含量提高了K+含量,表明MT诱导的体内离子平衡对提高耐碱性也起到了一定作用。2.外源MT和NO都能显著缓解碱胁迫对番茄幼苗的伤害。本研究发现外源MT能提高碱胁迫下番茄根系中NO含量,而外源NO对碱胁迫下番茄叶片中MT含量的影响较小。重要的是,MT诱导的番茄碱胁迫抵抗力的提高伴随着NO产生量的增加。清除NO消除了MT诱导的碱胁迫抵抗力,并降低了抗性基因的表达。但是MT合成抑制剂对NO的缓解效应无明显影响。这些结果表明NO作为下游信号参与了MT对碱胁迫下番茄的缓解效应。


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