外源多胺對黃瓜幼苗鹽脅迫生理響應(yīng)的影響.pdf

1、設(shè)施栽培過程中，肥料的不合理使用、設(shè)施土壤特殊的水分運(yùn)動形式及其鹽分積累的不均勻性等因素導(dǎo)致土壤嚴(yán)重鹽漬化，造成設(shè)施栽培作物根際受到鹽脅迫傷害，最終導(dǎo)致其生長和產(chǎn)量的下降。多胺(Polyamines，PA)是生物體代謝過程中產(chǎn)生的一類具有強(qiáng)烈生物活性的低分子量脂肪族含氮堿，許多研究表明PA在植物抗逆境脅迫中發(fā)揮著重要作用，有關(guān)外源亞精胺(Spmidine，Spd)緩解植物逆境脅迫傷害已經(jīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，從分子生物學(xué)角度研究發(fā)現(xiàn)外源(P

2、utrecine，Put)可顯著提高逆境脅迫植物光合器官的光合效率，緩解逆境脅迫對植物的傷害，但有關(guān)Put在植物逆境脅迫下所發(fā)揮的生理調(diào)節(jié)功能存在很大爭議。
　　 本文以耐鹽性具有明顯差異的兩個黃瓜（Cucumis sativusL.）品種（耐鹽性較強(qiáng)的‘長春密刺’和耐鹽性較弱的‘津春2號’）為試材，采用營養(yǎng)液水培法，通過在營養(yǎng)液中添加NaCl，結(jié)合葉面噴施外源Spd、Put和D-Arg，重點(diǎn)研究了外源Put對鹽脅迫下黃瓜植株生

3、長、光合及葉綠素?zé)晒鈪?shù)、氮代謝、多胺代謝、活性氧代謝及質(zhì)子泵活性和基因表達(dá)的影響，探討了外源Put在提高黃瓜植株耐鹽性中發(fā)揮的生理調(diào)節(jié)功能。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.NaCl處理抑制了黃瓜幼苗的正常生長：干鮮重、Pn、Gs、Tr、Ci鹽處理后下降，而WUE升高；Fv’/Fm’、qP、ΦPSII鹽處理后下降，NPQ升高，F(xiàn)v/Fm則未受到鹽脅迫處理的影響，表明鹽脅迫下，植物光合速率的降低受到氣孔與非氣孔限制影響。
　　

4、 2.NaCl處理降低了兩品種黃瓜幼苗葉片和根系中NO3--N、可溶性蛋白含量，提高了Pro和NH4+-N含量及NR和GS活性；NaCl處理降低了兩品種幼苗葉片和根系中游離態(tài)和結(jié)合態(tài)Put、Spd和Spm含量及（游離態(tài)Spd+游離態(tài)Spm）/游離態(tài)Put比值，提高了DAO和PAO活性。與鹽敏感型‘津春2號’相比，較耐鹽‘長春密刺’葉片和根系游離態(tài)Put、Spd，結(jié)合態(tài)Put、Spd、Spm含量，PAO活性升高幅度較大。表明鹽脅迫下植物

5、體內(nèi)PAs含量的增加，尤其是結(jié)合態(tài)PAs含量的增加利于植物防御鹽脅迫傷害。
　　 3.NaCl處理提高了兩品種幼苗葉片和根系中SOD、POD、CAT活性，提高了AsA、DHA、GSH、GSSG含量及AsA/DHA和GSH/GSSG比值，APX、GR、DHAR活性、O2-產(chǎn)生速率、H2O2和MDA含量顯著升高。與鹽敏感型‘津春2號’相比，較耐鹽‘長春密刺’葉片和根SOD、POD、CAT、APX、GR和DHAR活性，AsA
　

6、　 和GSH含量，AsA/DHA和GSH/GSSG比值升高幅度較大；O2-產(chǎn)生速率、H2O2、MDA、DHA和GSSG含量升高幅度較小。表明鹽脅迫下植物體內(nèi)抗氧化酶及抗氧化劑含量的升高有利于增強(qiáng)植物的耐逆境脅迫能力。
　　 4.根施0.1mmol·L-1的Spd增強(qiáng)了鹽脅迫下黃瓜幼苗光合能力，Pn、Gs、Tr值增大；Spd提高了鹽脅迫黃瓜幼苗SOD、POD、CAT活性，降低了O2-產(chǎn)生速率，減緩了ROS對植物的脅迫傷害；Spd

7、抑制了鹽脅迫對黃瓜幼苗的氨毒害。表明，Spd部分參與了活性氧代謝與氮代謝，減少活性氧與氨毒害對植物造成的傷害。
　　 5.鹽脅迫下，葉面噴施低濃度Put(0.1-15mmol.L-1)可以緩解鹽脅迫對黃瓜幼苗生長的抑制：株高、生物積累量、Pn顯著升高，葉片和根系MDA含量和電解質(zhì)滲漏率顯著下降，以10mmol·L-1Put處理效果最好；而高濃度Put（20-30mmol.L-1）處理則有抑制效應(yīng)。
　　 6.Put參與鹽

8、脅迫下黃瓜幼苗光合作用和氮素代謝：外源Put減小了鹽脅迫下Pn、Fv’/Fm’、ΦPsⅡ和qP的下降及NPQ的上升幅度，增大了Ci的下降幅度，而對Gs、Tr和Fv/Fm沒有影響，表明Put通過增強(qiáng)植物PSn光化學(xué)效率來緩解鹽脅迫傷害。外源Put處理顯著緩解了鹽脅迫下兩個黃瓜品種體內(nèi)NO3--N、可溶性蛋白含量的下降幅度，減少了鹽脅迫下NH4+-N的大量積累，表明Put可部分參與氮素代謝，減少毒害物質(zhì)的積累從而減緩脅迫傷害。
　　

9、 7.Put參與鹽脅迫下黃瓜幼苗多胺代謝的調(diào)節(jié)：外源Put處理進(jìn)一步提高了游離態(tài)和結(jié)合態(tài)Put、Spd和Spm含量，尤其是結(jié)合態(tài)PA含量，顯著降低了鹽脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系中PAO、DAO活性，表明外源Put通過增強(qiáng)游離態(tài)多胺向結(jié)合態(tài)多胺的轉(zhuǎn)化來增強(qiáng)植物的耐鹽性。Put處理進(jìn)一步提高了鹽脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系中SOD、POD、CAT活性，GSH含量及根系中APX活性、AsA/DHA比值：緩解了鹽脅迫下GSSG、DHA含量的升高幅度，

10、黃瓜幼苗體內(nèi)活性氧O2-產(chǎn)生速率、H2O2和MDA含量積累減少。表明鹽脅迫下，外源Put處理可通過部分協(xié)調(diào)抗氧化系統(tǒng)與活性氧產(chǎn)生之間的平衡來提高植株抗鹽脅迫能力。
　　 8.NaCl處理加劇黃瓜幼苗葉片和根系膜脂過氧化，質(zhì)膜和液泡膜H+-ATPase活性升高。D-Arg處理下植物體內(nèi)多胺合成受到抑制，多胺含量急劇下降；質(zhì)膜，液泡膜H+-ATPase相關(guān)基因的表達(dá)下調(diào)，H+-ATPase活性下降，植物受到的傷害加劇。外源Put處理