外源氯化钙对高温胁迫下茅苍术生长生理指标及叶片关键酶基因表达的影响

【目的】探讨外源氯化钙对高温下茅苍术生长生理指标及叶片关键酶基因表达的影响,以期为缓解茅苍术高温伤害及其耐热生长提供参考依据。【方法】以二年生茅苍术种苗为试验材料,采用盆栽方式,以不添加氯化钙的超纯水(0 mmol/L)为对照,采用无水氯化钙配制4个不同浓度的氯化钙溶液(5、10、15和20 mmol/L)对茅苍术进行高温前喷施处理,高温胁迫5 d后分别统计各处理叶片的黄叶数量,取样进行生理指标和叶绿素荧光参数测定,并测定各处理叶片的关键酶基因表达量。【结果】经5 d高温胁迫后,与对照相比,5~10 mmol/L氯化钙溶液处理能有效减少茅苍术叶片黄化现象,抑制叶绿素分解,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及叶绿素含量显著增加(P<0.05,下同),丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著降低,叶绿素荧光参数整体呈上升趋势,同时还能正向调节法呢基焦磷酸合成酶(FPPS)和3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)基因表达量,综合作用效果尤以10 mmol/L氯化钙溶液处理最佳,其POD活性(2070.526 U/g)、叶绿素含量(1.906 mg/g)、PSII最大量子效率(0.144)、非光化学猝灭系数(1.946)、表观电子传递速率(31.509)及FPPS基因表达量(1.809)均为最高。当氯化钙溶液浓度增大至15~20 mmol/L时,茅苍术外观、生理指标及关键酶基因表达等均受到抑制,缓解高温胁迫效果不佳。【结论】低浓度(5~10 mmol/L)的外源氯化钙可增强茅苍术的耐热性,有效缓解高温胁迫对其生长造成的伤害,有助于其生长。