外源亞精胺提高黃瓜幼苗耐鹽性的生理調節(jié)功能研究.pdf

1、設施土壤次生鹽漬化是目前國內外設施栽培中的主要土壤障礙因子，嚴重制約著設施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展，設施土壤發(fā)生鹽害時，對黃瓜植株生長、產量和品質造成一系列不良影響，阻礙了黃瓜設施栽培的優(yōu)質高效生產。多胺是生物代謝過程中產生的一類具有強烈生物活性的低分子量脂肪族含氮堿，研究表明多胺在植物抗逆境脅迫中發(fā)揮著重要作用.然而，關于多胺代謝變化與蔬菜作物耐鹽性的關系以及多胺發(fā)揮的生理調節(jié)功能至今尚未闡明. 本文以耐鹽性具有明顯差異的兩個黃瓜(C

2、ucumis sativus L.)品種(耐鹽性較強的‘長春密刺，和耐鹽性較弱的‘津春2號’)為試材，采用營養(yǎng)液栽培，通過營養(yǎng)液中添加外源Spd和多胺代謝抑制劑(MGBG和o-phen)，研究鹽(50 mmol/LNaCl)脅迫下黃瓜植株生長、多胺代謝、活性氧代謝、質子泵活性、氮代謝、滲透調節(jié)物質積累等方面的變化，探討黃瓜葉片和根系中多胺代謝變化、細胞器結合態(tài)多胺含量變化與植株耐鹽性的關系，并探討外源Spd在提高黃瓜耐鹽性中發(fā)揮的生理調

3、節(jié)功能。主要研究結果如下： 鹽脅迫下，黃瓜幼苗葉片和根系中多胺代謝發(fā)生明顯變化：‘長春密刺’幼苗中ADC、ODC、SAMDC和DAO活性升高幅度明顯大于‘津春2號’，而PAO活性升高幅度明顯小于‘津春2號’，引起‘津春2號’(游離態(tài)Spd+游離態(tài)Spm)/游離態(tài)Put比值顯著降低、游離態(tài)Put/總游離態(tài)多胺比值顯著升高，而‘長春密刺’變化不明顯，且‘津春2號，體內結合態(tài)和束縛態(tài)尤其是束縛態(tài)多胺含量增加幅度明顯小于‘長春密刺’.鹽

4、脅迫下外源0.1 mmol/LSpd處理進一步提高了黃瓜葉片和根系中SAMDC和DAO活性，降低了PAO活性，引起(游離態(tài)Spd+游離態(tài)Spm)/游離態(tài)Put比值升高以及游離態(tài)Put/總游離態(tài)多胺比值降低，也引起結合態(tài)和束縛態(tài)尤其是束縛態(tài)多胺含量的顯著增加，同時明顯緩解了鹽脅迫對黃瓜幼苗生長的抑制.外源MGBG處理能顯著降低鹽脅迫下幼苗體內游離態(tài)Spd和Spm含量，增加游離態(tài)Put含量，同時加重鹽脅迫對幼苗生長的抑制，而外源Spd和Sp

5、m能緩解MGBG的傷害作用，且以Spd的緩解效果更明顯.外源o-phen處理能顯著降低鹽脅迫下幼苗體內束縛態(tài)多胺含量，同時加重鹽脅迫對幼苗生長的抑制.表明黃瓜幼苗葉片和根系中游離態(tài)Put迅速向游離態(tài)Spd和Spm轉化，進而提高(游離態(tài)Spd+游離態(tài)Spm)/游離態(tài)Put比值、降低游離態(tài)Put/總游離態(tài)多胺比值，以及游離態(tài)Put迅速向結合態(tài)和束縛態(tài)多胺轉化，尤其是向束縛態(tài)多胺轉化，進而提高束縛態(tài)多胺含量，有利于提高黃瓜幼苗的耐鹽性。

6、 鹽脅迫下，黃瓜細胞器結合態(tài)多胺含量變化與植株耐鹽性密切相關：鹽脅迫下，‘長春密刺’葉綠體TGase活性、結合態(tài)Put和Spd含量顯著增加，而‘津春2號’變化不明顯；‘長春密刺’葉綠體抗氧化酶活性和抗氧化劑含量增加幅度大于‘津春2號’，而葉綠體H2O2和MDA含量升高幅度、凈光合速率降低幅度小于‘津春2號’.暗示了葉綠體結合態(tài)Put和Spd含量的升高有利于阻止鹽脅迫對葉綠體的傷害，外源Spd顯著提高了鹽脅迫下黃瓜葉綠體TGase活性、

7、結合態(tài)多胺含量、抗氧化酶活性、抗氧化劑含量和凈光合速率，降低了H2O2和MDA含量，鹽脅迫下，‘長春密刺’根系線粒體結合態(tài)Spd含量、線粒體抗氧化酶活性和抗氧化劑含量增加幅度大于‘津春2號’，而線粒體H2O2和MDA含量升高幅度小于‘津春2號’。暗示了線粒體結合態(tài)Spd含量的升高有利于阻止鹽脅迫對線粒體的傷害。外源Spd顯著提高了鹽脅迫下黃瓜根系線粒體結合態(tài)多胺含量、抗氧化酶活性和抗氧化劑含量，降低了H2O2和MDA含量升高幅度。鹽脅迫

8、下，‘長春密刺’根系質膜結合態(tài)Spd含量、質膜H+-ATPase活性顯著升高，而‘津春2號’變化不明顯；外源Spd顯著提高了質膜結合態(tài)Spd含量，同時顯著提高了質膜H+-ATPase活性。表明黃瓜根系質膜結合態(tài)Spd通過提高質膜H+-ATPase活性從而增強幼苗耐鹽性，鹽脅迫下，‘長春密刺’根系液泡膜結合態(tài)Put和Spd含量、液泡膜H+-ATPase、H+-PPase活性下降幅度小于‘津春2號’；外源Spd顯著提高了液泡膜結合態(tài)Spd含

9、量，同時顯著提高了液泡膜H+- ATPase活性.表明黃瓜根系液泡膜結合態(tài)Spd通過提高液泡膜H+-ATPase活性從而增強幼苗耐鹽性。 Spd參與鹽脅迫下黃瓜體內活性氧代謝的調節(jié)：外源Spd能進一步提高鹽脅迫下黃瓜葉片和根系中SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性，降低O-2產生速率、H2O2和MDA含量及電解質滲漏率。并且葉片和根系中束縛態(tài)Spd含量與SOD、POD和CAT活性間呈顯著正相關.而外源o-phen能顯著降低鹽脅

10、迫下幼苗體內束縛態(tài)Spd含量，同時降低抗氧化酶活性，提高活性氧水平和膜脂傷害程度。表明外源Spd通過提高鹽脅迫下黃瓜幼苗內源多胺尤其是內源束縛態(tài)Spd含量，從而提高抗氧化酶活性，降低活性氧水平以及膜脂傷害。 Spd參與鹽脅迫下黃瓜體內氮代謝的調節(jié)：外源Spd顯著抑制了鹽脅迫下黃瓜葉片和根系中DNA、RNA等核酸含量的降低；抑制了蛋白酶活性的升高，進而減緩了可溶性蛋白質含量的下降以及總游離氨基酸含量的升高；外源Spd促進了鹽脅迫

11、下黃瓜植株對NO3--N的吸收和轉運，誘導葉片和根系中NR活性提高，促進NO3--N的還原，通過促進NH4+-N的同化，緩解過量NH4+-N積累造成的氨毒害，最終緩解鹽脅迫引起的氮代謝紊亂。 Spd誘導鹽脅迫下黃瓜體內有機滲透調節(jié)物質的積累：外源Spd顯著提高了鹽脅迫下黃瓜葉片和根系中吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性，但對脯氨酸脫氫酶(ProDH)活性無明顯影響，通過促進脯氨酸合成進而引起脯氨酸含量增加；外源Spd對可溶