【摘 要】
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番茄在园艺产业中具有举足轻重的地位,其适宜在中性或弱酸性土壤中种植,但是近年来,土壤盐渍化情况逐步加剧,严重影响了其生长发育,降低了产量和质量,对生产造成很大的损失。
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番茄在园艺产业中具有举足轻重的地位,其适宜在中性或弱酸性土壤中种植,但是近年来,土壤盐渍化情况逐步加剧,严重影响了其生长发育,降低了产量和质量,对生产造成很大的损失。所以,寻找减轻番茄盐碱胁迫损伤的方法对番茄种植具有重大意义。亚精胺(Spd)是一种在植物体内广泛分布的多聚阳离子大分子,具有调节植物生长发育,缓解胁迫对植物伤害等作用。研究表明外源Spd可有效缓解盐碱胁迫对番茄幼苗造成的伤害,但不同的施用方法的作用效果和机理并不相同。因此,本研究以‘Ailsa Craig’番茄为试材,研究预喷施Spd对盐碱胁迫下番茄幼苗生长、氧化还原平衡、Na+/K+稳态的调控作用;研究多胺次生代谢产物过氧化氢(H2O2)和谷胱甘肽(GSH)在预喷施Spd调控番茄幼苗盐碱性耐中的作用。主要结果如下:1. 预喷施Spd显著提高盐碱胁迫番茄幼苗的抗氧化能力。盐碱胁迫下,预喷施Spd能够显著降低番茄叶片相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O2-)产生速率,显著提高超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)酶活性,并上调CAT编码基因(Sl CAT1)和APX编码基因(Sl APX5)的表达,减少由盐碱胁迫造成的活性氧的积累和膜质过氧化伤害,维持细胞膜的稳定性,进而缓解盐碱胁迫对番茄幼苗生长的抑制。2. 预喷施Spd能调控盐碱胁迫番茄幼苗Na+/K+平衡。盐碱胁迫导致番茄幼苗Na+过量积累,减少K+含量,使植株内Na+/K+比值升高;而在长时间盐碱胁迫下,预喷施Spd能够降低番茄幼苗根、茎和叶中Na+/K+比值,调节幼苗叶片Na+/H+反转运蛋白编码基因(NHX1-3),有效抑制了番茄幼苗体内Na+过量积累,促进K+的吸收,维持Na+/K+稳态,缓解盐碱胁迫对番茄幼苗造成的离子毒害。3. 预喷施Spd次生代谢产生的H2O2可作为信号分子参与Spd调节番茄的盐碱耐性。正常栽培条件下,外源Spd处理能够诱导H2O2的产生;预喷施Spd 24 h后遭受盐碱胁迫的植株与直接遭受盐碱胁迫的植株相比,番茄幼苗叶片H2O2积累在短时间盐碱胁迫(24 h)显著升高,缓解了植株的膜质过氧化损伤;盐碱胁迫下,外源喷施H2O2能够缓解由盐碱胁迫引起的氧化伤害;施用H2O2产生抑制剂(DPI)和清除剂(DMTU)增加了番茄幼苗叶片MDA含量,REC和超氧阴离子产生速率,加剧了氧化损伤程度,说明H2O2可作为信号分子参与预喷施Spd调节番茄的盐碱耐性。叶片喷施DMTU和DPI并不能消除预喷施Spd对植株盐碱胁迫的缓解作用,且盐碱胁迫下预喷施Spd不能诱导NADPH氧化酶的编码基因(RBOH1)的上调。这说明Spd预处理产生的H2O2并不主要来源于NADPH氧化酶,可能是由其他途径所产生的H2O2介导Spd对植株盐碱胁迫的缓解效应。4. GSH在预喷施Spd调节番茄幼苗盐碱耐性中发挥重要作用。盐碱胁迫下,GSH处理可显著降低番茄幼苗叶片REC,防止番茄幼苗叶片活性氧过量积累,缓解膜质过氧化伤害,增强番茄幼苗的抗盐碱能力;施用GSH合成酶抑制剂(BSO)后大大减弱了预喷施Spd诱导的番茄抗氧化能力和H2O2诱导的番茄幼苗的盐碱抗性;施用DMTU和DPI后减弱GSH诱导的番茄幼苗的盐碱抗性。说明H2O2和GSH均参与预喷施Spd对番茄幼苗耐盐碱性的调控,缓解植株的氧化损伤,提高盐碱胁迫下番茄幼苗的抗氧化的能力。
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