硫化氢调控盐胁迫下加工番茄种子萌发及幼苗生长的生理机制研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:skyeyviva
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盐胁迫被认为是限制作物生长的主要障碍因子,严重制约农业的可持续发展。长期以来,增强作物抗盐性一直是个重要的目标。通过合适的方法去控制日益加重的盐胁迫是很有必要的。H2S作为一种新型的信号分子,已被证明参与调节植物的多种生理过程。为探究外源H2S对加工番茄是否有缓解盐胁迫作用,本研究以新疆加工番茄(KT-7,KT-16,KT-32)为试验材料,对发芽期及苗期加工番茄幼苗进行了NaCl和Na HS(H2S供体)的不同浓度处理,研究了外源H2S对盐胁迫下种子萌发、苗期加工番茄苗生长及生理的影响,测定了种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等发芽相关指标,幼苗生物量积累等生长指标,相对含水量、根系活力、叶绿素含量、抗氧化酶活性等生理指标,探讨了H2S缓解盐胁迫对加工番茄生长影响的机理。所得主要结果如下:1)研究结果表明,3种加工番茄品系KT-7,KT-16,KT-32在种子萌发时的Na Cl半致死浓度分别为85,120,100mmol·L-1。利用NaHS(H2S供体)能够缓解盐胁迫对加工番茄种子萌发的抑制作用,并且表现为0.4mmol·L-1 Na HS缓解效应最好。Na HS浸种时间对盐胁迫下加工番茄种子的萌发也有影响,结果表明利用0.4mmol·L-1 Na HS浸种24h能够有效提高NaCl(半致死浓度)胁迫下KT-7,KT-16,KT-32种子的发芽率和上胚轴鲜重,同时还能有效提高种子萌发期的超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)的积累。表明H2S参与了加工番茄种子萌发期的抗盐机制。2)混合液发芽试验结果表明,随着NaHS浓度的增加种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、SOD、POD、CAT活性呈先上升后下降的趋势,其中,与盐胁迫单独处理相比,用0.4mmol·L-1NaHS处理,种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、SOD、POD、CAT活性在KT-7中分别提升70%,250%,120%,130%,6.7%,150%和180%;在KT-16中分别提升50%,250%,60%,80%,4.3%,160%和200%;而显著降低了MDA的含量,并且对KT-7的缓解效应强于KT-16。3)幼苗生理特性研究结果表明,低浓度的Na HS处理在一定程度上提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生物量、光合色素含量、相对含水量、根系活力、脯氨酸含量以及抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,而降低了电解质渗出率和丙二醛含量,其中以50μmol·L-1的NaHS处理效果最佳,与单独盐胁迫处理相比50μmol·L-1的NaHS使KT-7的生物量,叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素含量,SOD活性分别增加30.8%66.7%,61.8%,56.3%,57.0%,9.1%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降15个百分点和23.7%;使KT-32的生物量,叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素含量,SOD活性分别增加24.0%96.4%,49.8%,52.0%,46.7%,10.2%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降12个百分点和24.2%。综上,外源H2S处理通过提高幼苗的抗氧化水平,减少盐胁迫对加工番茄幼苗造成的氧化损伤,在一定程度上提高了加工番茄幼苗对盐胁迫的适应能力。4)幼苗光合特性研究结果表明,外源H2S提高盐胁迫下加工番茄幼苗的生长及叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶片蒸腾速率(Tr)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学效率(ΦPSII);降低了胞间CO2浓度(Ci)、PSII调节性能量耗散的量子产额[Y(NPQ)]和非光化学猝灭系数(NPQ);而PSII非调节性能量耗散的量子产额[Y(NO)]稳定在较低水平。并且对KT-32的缓解效应强于KT-7。综上所述,外源H2S通过提高加工番茄幼苗叶片的光合色素量和光合电子传递效率,有效地缓解盐胁迫对加工番茄叶片PSII的伤害。
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