【摘 要】
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盐分胁迫是目前全球最常见的一种非生物胁迫,高盐胁迫对植株的生长有一定的抑制作用,而外源补充褪黑素则可以增强其抗逆性。到目前为止,盐胁迫下褪黑素对达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)的影响及调控机理还未见报道。因此本试验以山西农业大学草业学院自主培育的“晋农1号”达乌里胡枝子(Lespedeza davurica cv.Jingnong No.1)为材料,探究100、200、300、
【基金项目】
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山西省重点研发项目(201703D221009-4); 山西农业大学“十四五”生物育种工程项目“乡土草种质资源挖掘与新品种选育(YZGC134)”;
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盐分胁迫是目前全球最常见的一种非生物胁迫,高盐胁迫对植株的生长有一定的抑制作用,而外源补充褪黑素则可以增强其抗逆性。到目前为止,盐胁迫下褪黑素对达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)的影响及调控机理还未见报道。因此本试验以山西农业大学草业学院自主培育的“晋农1号”达乌里胡枝子(Lespedeza davurica cv.Jingnong No.1)为材料,探究100、200、300、400、500μmol·L-1褪黑素预处理对100 mmol·L-1氯化钠胁迫下达乌里胡枝子生长的影响。通过分析褪黑素对盐胁迫下达乌里胡枝子生长特性、渗透调节物质、光合特性以及活性氧代谢等影响,为人们进一步认识褪黑素对植物抵抗逆境的调控机理奠定基础。主要结果如下:1.盐胁迫下,200μmol·L-1浓度的褪黑素预处理可以显著增加达乌里胡枝子的株高、根粗、根系体积和地下部分的干鲜重(P<0.05),缓解盐胁迫对达乌里胡枝子生长的抑制作用。2.200μmol·L-1浓度的褪黑素预处理可以显著增加盐胁迫下达乌里胡枝子的叶绿素a含量、类胡罗卜素含量和总叶绿素(a+b)含量(P<0.05),初始荧光(Fo)显著降低(P<0.05),显著增加最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光化学效率和ΦPSII潜在活力(P<0.05)。这些结果表明,褪黑素预处理可以有效地保护盐胁迫条件下达乌里胡枝子的光化学反应中心,提高达乌里胡枝子对光能的转化效率,促进光合色素的积累,增强光合作用,提高达乌里胡枝子对盐的耐受性。3.盐胁迫下,200μmol·L-1浓度的褪黑素预处理可以显著降低达乌里胡枝子的相对电导率、丙二醛含量和可溶性糖含量(P<0.05),显著增加可溶性蛋白含量和脯氨酸含量(P<0.05)。这些结果说明褪黑素预处理可以维持细胞内的渗透势,减轻膜脂质过氧化,减小电解质的外渗,保护膜的完整性,缓解盐胁迫对达乌里胡枝子的伤害。4.200μmol·L-1浓度的褪黑素预处理显著降低了盐胁迫下达乌里胡枝子叶片的超氧阴离子产生速率和H2O2含量(P<0.05),显著促进了SOD、POD、CAT和APX酶活性(P<0.05)。这些结果说明褪黑素预处理能够有效地抑制盐胁迫条件下达乌里胡枝子内活性氧的产生,提高抗氧化物酶的活性,减轻盐胁迫对达乌里胡枝子造成的伤害,从而增强达乌里胡枝子的抗逆能力。5.盐胁迫下,200μmol·L-1浓度的褪黑素预处理后,黄酮类物质和生物碱类含量显著上调,酚酸类显著下调。大部分代谢物富集在次级代谢产物的生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、类黄酮生物合成等代谢途径中。这说明褪黑素预处理通过增强黄酮和黄酮醇生物合成等代谢途径来促进黄酮类物质的合成。从而能够清除植物细胞内过量的ROS,提高达乌里胡枝子的耐盐性。综上所述,200μmol·L-1浓度的褪黑素预处理提高了盐胁迫下达乌里胡枝子的生物量、促进光合色素的积累、增强渗透调节能力、降低了ROS积累、提高了抗氧化酶活性,缓解了盐胁迫对达乌里胡枝子的伤害,提高了达乌里胡枝子的耐盐性。
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