油菜素内酯浸种对盐胁迫番茄种子萌发的影响及其生理机制

为揭示油菜素甾醇类化合物提高作物耐盐的效应和机理,研究了10-11、10^(-10)、10^(-9)、10^(-8)、10^(-7)、10^(-6)、10^(-5)mol/L 2,4-表油菜素内酯(EBL)浸种处理对0、50、100、150、175 mmol/L NaCl胁迫7 d的番茄种子萌发、生长、溶质积累、抗氧化代谢的影响。结果显示:NaCl浓度越高的盐胁迫下,10^(-9)mol/L EBL浸种可体现出越显著的促进番茄种子萌发的效应;在所有处理下,EBL浸种浓度过高,即10^(-6)、10^(-5)mol/L EBL,均表现出对种子萌发的抑制效应。盐胁迫下种子萌发后,一定浓度的EBL浸种可表现出明显的增加种子胚根和下胚轴长,提高萌发种子鲜重和种子活力指数,其中10^(-9)mol/L EBL浸种处理促进效果最适;EBL浸种浓度过高,则表现出抑制效应。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^(-9)mol/L EBL浸种均可降低萌发种子体内的O2·-、H2O2、丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量;盐胁迫下,10^(-9)mol/L EBL浸种可显著提高萌发种子可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)的含量。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^(-9)mol/L EBL处理可不同程度促进番茄种苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的上升。综上所述,盐胁迫下,一定浓度范围内的EBL浸种可明显促进番茄种子萌发或成苗,其中以10^(-9)mol/L EBL浸种的效果最好,主要是因为EBL施用可积极促进番茄种子萌发中物质转化,SS和SP等溶质积累增多,增强其渗透调节能力;同时SOD和POD酶活增强,缓解盐胁迫导致番茄种子萌发中的次生氧化胁迫。

盐胁迫对番茄种子萌发中多胺形态变化和抗氧化的影响

以番茄“合作903”为材料,研究25~200 mmol·L^(-1) NaCl胁迫对其种子发芽、种子活力指数(SVI)、丙二醛(MDA)含量、保护酶活性、溶质积累和不同形态多胺含量的影响。结果表明:25、50 mmol·L^(-1) NaCl处理7 d,不影响番茄种子发芽率,但显著降低SVI;随着盐处理浓度上升,发芽率和SVI均显著下降。分别以种子发芽率和SVI为因变量,NaCl处理浓度为自变量,种子萌发和萌发后幼苗建成的耐盐阈值分别为106.1 mmol·L^(-1) NaCl(0.62%)和43.38 mmol·L^(-1) NaCl(0.25%)。随着NaCl处理浓度上升,萌发种子MDA含量显著上升,保护酶活性、可溶性蛋白(SP)和可溶性糖(SS)均上升,游离态腐胺(fPut)、游离态亚精胺(fSpd)和游离态精胺(fSpm)、(fSpd+fSpm)/fPut均显著上升,束缚态腐胺(bPut)、束缚态亚精胺(bSpd)、束缚态精胺(bSpm)均显著增加,而(bSpd+bSpm)/bPut变化不明显。与对照相比,50 mmol·L^(-1) NaCl处理下,番茄萌发种子结合态亚精胺(cSpd)、结合态精胺(cSpm)含量及(cSpd+cSpm)/cPut均极显著上升,随着NaCl处理浓度上升,cPut、cSpd、cSpm含量及(cSpd+cSpm)/cPut均逐渐下降。综上所述,盐胁迫延缓、抑制番茄种子萌发,对于萌发后幼苗的建成抑制作用更强。番茄种子萌发阶段对盐分具有一定的抗性,主要由于番茄萌发种子中多胺代谢在盐胁迫下呈现(fSpd+fSpm)/fPut比值的急剧上升、cSpd和cSpm含量的显著上升和束缚态各多胺的显著积累,同时SS和SP的积累随盐胁迫加剧显著积累,从而提高了萌发种子的抗氧化和渗透调节能力;但是在高盐(150 mmol·L^(-1) NaCl)下,cSpd和cSpm的上升调控作用明显减弱,而束缚态各多胺、fSpd和fSpm的上升以及SS和SP积累调控作用仍在增强。

海水养殖废水浇灌下不同盐生经济植物生理特征及其比较

采用大田试验,研究了无施肥条件下海水浇灌(对照)、1∶1海水养殖废水(1∶1养殖废水处理)、全海水养殖废水(全养殖废水处理)处理以及施肥条件下海水浇灌(施肥处理)对海蓬子和碱蓬植株生长与生理特性的影响。结果表明:1∶1养殖废水处理的植株地上部干重(DW)显著高于对照,但全养殖废水处理植株地上部DW低于对照;施肥处理植株地上部DW明显高于所有对照和其他处理,随着生育期的延长,上述效应愈加明显,尤其体现在碱蓬植株上。与施肥处理相比,两配比养殖废水灌溉抑制了2种植物生长,降低了植株地上部氮磷(NP)含量、叶绿素含量(CHL)含量和可溶性蛋白(SP)含量,并随养殖废水配比上升而降低越显著;相反,2种植物细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量却随着养殖废水配比的上升而升高,碱蓬的上升比海蓬子更为明显。与对照相比,1∶1养殖废水不同程度提高了2种植物DW、CHL含量、植株地上部NP含量、内肽酶、羧肽酶、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性以及SP和游离氨基酸(FAA)含量;并且,随着养殖废水配比的上升,2种植物以上各指标却不同程度地下降。综上所述,1∶1养殖废水处理可有效促进2种植物叶绿素合成,提高SOD、POD活性,降低MDA积累量,减少细胞膜受损,进而加快植株生长,增加NP吸收。2种植物相比,碱蓬对海水养殖废水浓度的生理响应较海蓬子敏感。1∶1养殖废水处理可很大程度上替代肥料的施用,从而降低环境污染。

外施2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯(EBL)缓解盐胁迫对番茄幼苗造成的胁迫伤害机制,研究10^(-9)mol·L^(-1)EBL喷施对75和150 mmol·L^(-1)NaCl胁迫30 d番茄幼苗的光合作用、生物量及地上与根部K^(+)/Na^(+)比值等影响。结果显示,75和150 mmol·L^(-1)NaCl均会降低番茄幼苗的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))及地上与根部K^(+)/Na^(+)比值,减少根、茎、叶的鲜、干重。外施EBL可有效提高2种浓度盐胁迫下番茄地上部和根部的K^(+)/Na^(+)比值,减轻Na^(+)毒害,维持离子平衡,提高番茄叶片P_(n)、G_(s)及生物量,最终促进番茄生长。由此可见,外施EBL可有效增强番茄的耐盐性。