外源硝普鈉(SNP)、甜菜堿及腐植酸對(duì)干旱脅迫下雞冠花種子萌發(fā)和幼苗生理的影響.pdf

1、雞冠花（Celosia argentea L.）為莧科青葙屬一年生草本植物，原產(chǎn)于非洲、亞洲熱帶地區(qū)，能入藥也可供觀賞和食用。我國雞冠花主要產(chǎn)于浙江、安徽、山東、四川等地。目前對(duì)雞冠花的主要研究多集中在藥用成分以及臨床應(yīng)用等方面。迄今鮮見關(guān)于雞冠花受外部環(huán)境脅迫及其恢復(fù)性實(shí)驗(yàn)的研究報(bào)道，尤其關(guān)于外源物質(zhì)緩解雞冠花植株干旱脅迫傷害的報(bào)道甚少。
　　雞冠花種子萌發(fā)和幼苗栽培過程中受到干旱脅迫時(shí)，表現(xiàn)出抑制種子萌發(fā)和幼苗生長的現(xiàn)象。本研

2、究以雞冠花種子、幼苗為材料，研究受干旱脅迫之下，不同濃度的外源SNP、甜菜堿、腐植酸對(duì)雞冠花種子萌發(fā)指標(biāo)和幼苗生理生化指標(biāo)的影響，探討緩解干旱脅迫的調(diào)節(jié)機(jī)制，為雞冠花在栽培生產(chǎn)中遇到的干旱脅迫問題提供理論依據(jù)和解決方法，也為雞冠花的大面積推廣和規(guī)范化種植提供依據(jù)。其研究結(jié)果如下:
　　15％的PEG-6000模擬干旱處理對(duì)雞冠花種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用，15％的PEG-6000處理雞冠花種子后，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)

3、的變化都比較明顯;胚根和胚軸的生長也受到相對(duì)抑制。在17％的PEG-6000模擬干旱處理下，雞冠花幼苗受到脅迫處理后，植株形態(tài)發(fā)生很多相應(yīng)的變化，主要檢測(cè)的指標(biāo)中，莖和基莖顯示發(fā)育不良現(xiàn)象;植株葉片變小，平均葉面積變小;植株地上部分鮮重、根鮮重、整個(gè)植株干重均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這些現(xiàn)象反映了，植物生長發(fā)育受阻，植株體內(nèi)物質(zhì)積累下降，生物量減少的情況。幼苗葉片的光合色素含量也均發(fā)生了不同程度的變化;干旱脅迫也明顯提高了O2-·和MDA的含量;

4、降低了葉片內(nèi)滲透物質(zhì)（脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖）的含量;雞冠花幼苗葉片抗氧化酶(SOD、POD、CAT等保護(hù)酶系)活性在干旱脅迫下也發(fā)生不同程度的變化。當(dāng)被SNP、甜菜堿和腐植酸處理后，各指標(biāo)均有不同程度的變化，并且每種外源物質(zhì)在所設(shè)置的幾個(gè)濃度梯度中，恢復(fù)效果差異顯著，存在著相對(duì)效果較好的處理濃度。
　　通過一系列的實(shí)驗(yàn)，最終表明SNP、甜菜堿和腐植酸3種外源物質(zhì)在適宜的濃度下，能夠顯著的緩解干旱脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)的抑制作

5、用。受到干旱脅迫的雞冠花種子在通過3種外源物質(zhì)處理后，萌發(fā)指標(biāo)包括發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均有不同程度的提高。3種外源物質(zhì)在提高雞冠花種子在干旱脅迫下的萌發(fā)能力效果中，甜菜堿處理的效果最好，SNP處理的效果次之，腐植酸比起前兩種物質(zhì)效果稍差。干旱脅迫處理下，雞冠花幼苗的胚根和下胚軸生長也受到了顯著性抑制。經(jīng)過各濃度的SNP、甜菜堿和腐植酸處理后，胚根和下胚軸均有不同程度的增長，對(duì)下胚軸的影響更為顯著。三種物質(zhì)對(duì)其具體生理生化作

6、用和雞冠花種子對(duì)三種外源物質(zhì)的響應(yīng)程度不一致?？傊?，SNP、甜菜堿和腐植酸對(duì)干旱脅迫下雞冠花種子的萌發(fā)都具有明顯的緩解作用。在SNP處理濃度為0.10mmol·L-1、甜菜堿處理濃度為20mmol·L-1、腐植酸處理濃度為100mg·L-1時(shí)效果最佳。
　　在17％的PEG-6000模擬干旱處理下，莖和基莖顯示發(fā)育不良現(xiàn)象;葉片變小，平均葉面積變小;地上部分鮮重、根鮮重、整個(gè)植株干重均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。一定濃度的外源SNP、甜菜堿和腐

7、植酸處理可以有效緩解干旱脅迫對(duì)雞冠花植株莖生長的抑制，促進(jìn)莖、基莖、葉、根等部位恢復(fù)正常生長。外源SNP濃度0.25mmol·L-1，甜菜堿濃度0.50g·L-1，腐植酸在300mg·L-1時(shí)，雞冠花植株的莖長達(dá)到最大值。外源SNP濃度0.25mmol·L-1，甜菜堿濃度0.50g·L-1，腐植酸在100mg·L-1時(shí)，雞冠花植株的基莖達(dá)到最大值。雞冠花幼苗植株在干旱脅迫下，用3種外源物質(zhì)恢復(fù)處理以后，葉、根、鮮重、干重的變化情況與莖和

8、基莖類似。3種外源物質(zhì)處理濃度中均有顯著性差異，且呈現(xiàn)出稍有差異的最佳效果。試驗(yàn)結(jié)果都顯示，一定濃度的外源SNP、甜菜堿、腐植酸促進(jìn)植株更好地完成形態(tài)建成過程。
　　雞冠花幼苗在經(jīng)過單一的17％ PEG-6000模擬干旱處理后，光合色素含量比起空白對(duì)照均有降低的現(xiàn)象，且形成顯著性差異。而經(jīng)過不同質(zhì)量濃度SNP、甜菜堿、腐植酸處理后，雞冠花幼苗葉片光合色素含量發(fā)生了不同程度的變化。外源SNP濃度0.5mmol·L-1，甜菜堿濃度1.

9、0g·L-1，腐植酸在200mg·L-1時(shí)，雞冠花植株葉片的各色素含量均達(dá)到最大值。外源SNP濃度0.25mmol·L-1，甜菜堿濃度0.25g·L-1，腐植酸在50mg·L-1時(shí)，雞冠花植株葉片的類胡蘿卜素/葉綠素含量比值達(dá)到最大值。
　　經(jīng)過各種不同處理后的雞冠花幼苗葉片的超氧陰離子(O2-·)、MDA含量也產(chǎn)生了不同的變化，在經(jīng)過單一的PEG-6000處理后(CK2)的O2-·和MDA的含量迅速升高。通過不同濃度的SNP、甜

10、菜堿、腐植酸處理后緩解了超氧陰離子(O2-·)和MDA的含量升高趨勢(shì)，并且0.5mmol·L-1SNP、1.0g·L-1甜菜堿、200mg·L-1腐植酸處理(T4、T10和T16)葉片中超氧陰離子(O2-·)和MDA的含量降低到最小值，恢復(fù)效果最為明顯。說明不同濃度SNP、甜菜堿、腐植酸處理能夠有效地減緩兩者對(duì)細(xì)胞膜造成的氧化傷害，緩解干旱脅迫下幼苗生長受到的氧化傷害。
　　單純的模擬干旱脅迫條件下，雞冠花通過積累可溶性滲透調(diào)節(jié)物

11、質(zhì)來緩解干旱脅迫傷害。雞冠花幼苗受到干旱脅迫后，葉片中可溶性糖和脯氨酸含量比空白對(duì)照顯著增加，可溶性蛋白含量顯著降低，均與空白對(duì)照相比差異顯著。當(dāng)用外源物質(zhì)恢復(fù)處理后，葉片中可溶性糖、可溶性蛋白和游離脯氨酸含量均有不同程度的增加。在SNP濃度為0.5mmol·L-1、甜菜堿濃度1.0g·L-1、腐植酸濃度200mg·L-1時(shí)達(dá)到最大值。在SNP為0.5mmol·L-1、甜菜堿0.5g·L-1、腐植酸100mg·L-1時(shí)游離脯氨酸增加到最

12、大值。噴施外源物質(zhì)后，雞冠花的可溶性滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量上升，主要是由于外源物質(zhì)增強(qiáng)了植株的活性氧清除能力，保持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，使得滲透調(diào)節(jié)機(jī)制得以進(jìn)行，可溶性物質(zhì)得以積累，以保證水分的正常代謝，提高雞冠花幼苗的耐旱性。不同濃度SNP、甜菜堿、腐植酸處理后，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量呈現(xiàn)相似變化趨勢(shì)，但最佳濃度稍有差別。
　　在經(jīng)過干旱脅迫后，雞冠花幼苗幾種保護(hù)酶活性均有大幅度的提高，與空白對(duì)照相比差異顯著，這說明雞冠花幼苗對(duì)脅迫的反應(yīng)比較明顯

13、。在經(jīng)過不同濃度的外源SNP、甜菜堿、腐植酸處理后，SOD、POD、CAT和APX酶活性均呈現(xiàn)出顯著升高的趨勢(shì)。這幾種保護(hù)酶系在植物體內(nèi)主要協(xié)同作用消除積累的活性氧(ROS)，防止自由基對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)和功能造成傷害。體現(xiàn)出3種外源物質(zhì)可以有效地清除因?yàn)槟べ|(zhì)過氧化積累下來的活性氧，從而起到緩解干旱脅迫的作用。SOD、POD、CAT酶活性在SNP0.5mmol·L-1、甜菜堿1.0g·L-1、腐植酸200mg·L-1時(shí)，其升高到最大值，效果最

14、好。當(dāng)SNP濃度為0.25mmol·L-1、甜菜堿濃度0.5g·L-1、腐植酸濃度100mg·L-1時(shí)，APX酶活性達(dá)到最大值。
　　綜上所述，在本實(shí)驗(yàn)中，雞冠花種子萌發(fā)時(shí)受到干旱脅迫時(shí)，對(duì)其施加SNP、甜菜堿、腐植酸，通過測(cè)定各萌發(fā)指標(biāo)的變化及胚根和胚軸長度的變化，得到緩解雞冠花種子萌發(fā)過程中受到的干旱脅迫傷害的最佳濃度（0.10mmol·L-1的SNP，20mmol·L-1的甜菜堿，100～200mg·L-1的腐植酸）。而綜合