叶面喷施二氢卟吩铁对盐胁迫大豆幼苗的生理缓解效应研究

盐胁迫是一种重要的非生物胁迫,会影响和限制作物的生长和产量。本研究的实验材料是两个耐盐性不同的大豆品种Lee68(耐盐型)和Jackson(敏感型),用二氢卟吩铁(DHFe)对不同处理的大豆幼苗进行叶面喷施,分别对两种大豆的幼苗表型,株高等指标进行测定。研究结果表明在盐胁迫的环境下,Jackson品种(敏感)和Lee68品种(耐盐)大豆幼苗的表型变差,株高降低,叶片的光合参数包括净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、和蒸腾速率(Tr)明显降低,叶片中的过氧化氢(H2O2)的含量,及超氧阴离子(O2·-)产生的速率均显著上升,并且Jackson大豆幼苗叶片中的抗坏血酸过氧化物(APX),超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)以及过氧化物酶(POD)的活性均显著下降,然而Lee68幼苗叶片中这几种酶活性均明显上升,经过叶面喷施DHFe后,受到盐胁迫抑制的两品种大豆幼苗的以上指标,均都得以恢复,其中对耐盐性较弱的大豆Jackson的恢复效应比Lee68更加明显。本文为二氢卟吩铁作为植物生长和耐逆调节剂在大豆等作物的耐逆性化学调控和盐渍地区种植实践利用提供重要理论依据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words2
引言2
1材料与方法2
1.1实验材料与培养方法2
1.2大豆形态学观察3
1.3大豆渗透势测定3
1.4大豆光合参数测定3
1.5大豆H2O2含量的测定3
1.6大豆超氧阴离子产生速率的测定4
1.7大豆叶片活性氧酶活性测定4
1.8数据分析5
2结论与分析6
2.1对大豆表型影响6
2.2对大豆渗透势影响6
2.3对大豆光合参数影响7
2.4对过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率的影响8
2.5对大豆抗氧化酶系统活性影响8
3讨论 9
致谢10
参考文献10
叶面喷施二氢卟吩铁对盐胁迫大豆幼苗的生理缓解效应研究
引言
引言
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全球的土地盐渍化十分严重,其土壤的含盐量超过0.3%,许多植物由于土壤盐渍化问题受到影响,其严重限制作物的生长和产量,是全世界农业面临的一个日益严重的问题[14]。在盐胁迫的环境下,迫使植物体内会产生很多自身本该不必要的有机酸,并从植物根部分泌到土壤中,并与植物根部周围土壤中的碱进行中和反应,从而减少了植物根部对于碱性离子的吸收。盐胁迫可导致植物体内的活性氧(ROS)离子的应激反应,渗透胁迫,营养不平衡和氧化应激,并可诱导几种形态的生理和代谢反应[57]。盐胁迫会导致细胞内离子含量如Na+和Cl的增加,以及细胞ROS水平的增加,例如超氧阴离子(O2.)和过氧化氢(H2O2)。这些盐胁迫和ROS离子能够通过加剧膜脂质过氧化的作用,导致细胞膜通的透性受到损伤以及植株的生理过程,特别是能够通过光合作用来抑制植物生长[5,8,9]。
植物拥有复杂的抗氧化防御系统,包含可以解毒ROS的酶和其他分子[10]。抗氧化酶系统包括抗坏血酸过氧化物(APX),过氧化氢酶(CAT),超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD),非抗氧化酶包括还原型抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)[9,11]。通过改善作物的耐盐性或通过土壤回收可以克服盐渍土壤中作物植物的生长被抑制,以及产量的减少。
盐胁迫是影响作物生长、产量及品质的一种主要非生物逆境因素[12]。国内外已有很多的研究报道,可以通过浸种,根施和喷施各种化学物质等方法可以缓解盐和干旱等胁迫,如报道外源根施少量的过氧化氢可以增加小麦幼苗的耐盐性[13],还有报道称外源喷施水杨酸可以通过提高绿豆中氮和硫的积累[14],提高植物体内的抗氧化机制,可缓解光合作用的减弱,进而缓解盐胁迫及其他胁迫对植物造成的损伤。大豆是我国主要农作物之一,也是世界上种植最普遍的谷类豆科植物[15,16]。已有报道浸种大豆,异黄酮能够加强抗氧化酶活性,增加其体内的内源异黄酮的含量,结果表明可以对盐害的产生缓解效应[17]。浸种大豆异黄酮可以提高不同品种的大豆的耐旱能力[18]。
二氢卟吩铁(III)(DHFe)螯合物是一种新型的植物调节剂,是以焦脱镁叶绿酸、紫红素、二氢卟吩为主配体,不同酸根或氢氧根为轴向配体(X)与过渡金属三价铁离子螯合的二氢卟吩铁(III)螯合物,在植物生长调节中具有作用。在本研究中,研究了叶片喷施DHFe对盐胁迫条件下大豆的幼苗表型,株高,光合参数以及大豆幼苗的抗氧化酶活性的影响。其中叶绿酸具备抗氧化和清除ROS的作用,被认为是叶绿素的衍生物,能抑制各种化学品的突变性,而且具备抗氧化和清除自由基的功能,促进植物生根,除此之外,叶绿酸卟吩环与叶绿酸在轨道能量、电荷等方面皆存在很大的差异,其具有更强的抵抗细菌、病毒、防止贫血以及抗氧化的能力[11]。
1.材料与方法
1.1 实验材料与培养方法
选择健康的Lee68和Jackson品种的种子,并用75%(v / v)乙醇表面灭菌5分钟,随后用蒸馏水洗涤几次。然后把种子放入蒸馏水中浸泡5小时,播种在具有两层滤纸的塑料盆中,并在25±1℃下在黑暗中发芽。将发芽的两个品种的大豆种子种植在含有蛭石的培养盆(11厘米深,9厘米直径)中,并覆盖约1cm蛭石的深度,等到大豆长出真叶时,转移到含有1 / 2 Hoagland[19]营养溶液的的塑料矩形容器(35×24厘米)中,并使其在温室中生长。温室温度维持在白天:25±2,夜晚:18±2℃,光周期为白天:14h,夜晚:10h。等到大豆幼苗长出三出复叶时,就开始将其分组,分别是:第一组连续地在1/2 Hoagland氏溶液中生长,并用去离子水(对照)喷雾;第二组用1 / 2 Hoagland的溶液培养,并用0.01mg/kg DHFe喷雾;第三组用1/2 Hoagland加130mmol/L NaCl的溶液培养,并用去离子水喷雾;第四组用1/2 Hoagland加130mmol/L NaCl溶液培养,并用0.01mg/kg DHFe喷雾。上述喷雾处理(每次15mL)在下午进行,每隔一天重复。 隔两天更换新的培养液,培养14天后,分析大豆幼苗的表型、株高、叶片渗透势、光合参数以及抗氧化酶活性(APX,CAT,SOD和 POD)。
表1 Hoagland营养液母液组成情况
Table 1 Component of the mother liquid of Hoagland solution
大量元素?Macro Element
FeEDTA
微量元素 Trace Element
组成 component
浓度(mg/100mL)
组成component
浓度 (mg/100mL)
组成component

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