缺锌胁迫对‘天红2号/冀砧2号’苹果幼树生长、光合特性和内源激素含量的影响

【目的】研究‘天红2号/冀砧2号’幼树生长、光合特性及内源激素变化对缺锌胁迫的响应。【方法】以1年生‘天红2号/冀砧2号’砧穗组合苹果幼苗为试材,采用营养液浇灌方式进行盆栽试验。营养液设置供锌浓度分别为0μmol/L(Zn0)、2μmol/L(Zn2)、4μmol/L(Zn4,对照),共3个处理。处理后40天,测量幼树株高、叶面积,取样测定叶片锌含量、光合特性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、内源激素含量等指标,并分析叶绿素合成关键酶基因MdHEMA1、叶绿素降解关键酶基因M d P A O、生长素合成基因MdYUCCA4a和MdYUCCA6a相对表达量。【结果】‘天红2号/冀砧2号’幼树的株高、叶面积及叶片锌含量随供锌浓度的下降而显著降低;供锌浓度越低,生长素合成基因MdYUCCA4a和MdYUCCA6a相对表达量越低,植株体内IAA和GA3水平越低;与对照(Zn4)相比,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)在缺锌条件下显著降低,胞间CO_(2)浓度(Ci)升高;缺锌胁迫下,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量下降,叶绿素a/b值上升,叶绿素合成关键酶基因MdHEMA1和叶绿素降解关键酶基因MdPAO均显著升高;‘天红2号/冀砧2号’幼树叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP及ETR值在缺锌胁迫下显著下降,Fo和NPQ显著上升。【结论】缺锌胁迫使生长素合成基因MdYUCCA4a和MdYUCCA6a表达量显著降低,IAA合成受阻,导致IAA和GA3水平降低,抑制幼树生长。PSⅡ反应中心和PSⅡ氧化传递链在缺锌胁迫下受到一定损伤,造成PSⅡ活性下降,并加剧叶绿素降解,导致光合作用降低;同时,叶绿素降解基因MdPAO的高表达引起树体产生反馈调节机制来进行自我保护,诱导叶绿素合成代谢途径中的关键酶基因MdHEMA1表达量升高,但所合成的叶绿素依然不能补偿由缺锌所造成的叶绿素降解损失。

缺锌胁迫对水稻叶绿体抗氧化系统的影响

采用营养液培养方式,设置0,1.0×10-10和1.0×10-6mol/L 3个锌处理水平,研究了缺锌胁迫对水稻叶绿体活性氧水平、膜脂过氧化、抗氧化剂含量及抗坏血酸(As A)-谷胱甘肽(GSH)循环系统中相关酶活性的影响.结果表明:1.0×10-10mol/L锌处理下,水稻叶绿体中H2O2,O.-2和丙二醛(MDA)的含量显著升高,表明缺锌造成了水稻叶绿体内的氧化胁迫;抗坏血酸含量在1.0×10-10mol/L锌水平上达到最高,而谷胱甘肽含量随缺锌程度的增加呈递减趋势;超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶及单脱氢抗坏血酸还原酶等As A-GSH循环中的关键酶活性均于潜在缺锌(1.0×10-10mol/L锌)下达到最大值,而在严重缺锌(0 mol/L锌)下又显著下降.研究表明:一定程度上缺锌可诱导水稻叶绿体内As A-GSH循环系统中的抗氧化剂水平和抗氧化酶活性增加,以减少活性氧的产生与膜脂过氧化的作用;但严重缺锌条件下水稻叶绿体中氧化胁迫突破了抗氧化保护系统的保护能力,使水稻受到伤害.

不同苹果砧木对缺锌胁迫的耐性评价

为筛选适应缺锌胁迫环境的砧木资源,以山定子、丽江山定子、小金海棠、锡金海棠、新疆野苹果、八棱海棠、平邑甜茶、火焰海棠8种苹果砧木资源为试材,对砧木株高、干物质量、根系构型及锌含量等指标进行测定,利用模糊隶属函数法进行耐缺锌能力综合评价.结果表明:缺锌处理下,丽江山定子、锡金海棠和新疆野苹果均先表现出新生叶小、簇生等缺锌症状,而小金海棠、火焰海棠缺锌症状不明显;缺锌显著降低了苹果砧木株高和地上部锌积累量,而小金海棠的降低幅度最小;缺锌胁迫下小金海棠和山定子叶片锌含量较高,分别为23.2和21.3 mg·kg-1.采用模糊隶属函数法综合评价参试砧木耐缺锌能力:小金海棠最强,火焰海棠次之,山定子、锡金海棠、八棱海棠和平邑甜茶的耐缺锌能力较弱,丽江山定子和新疆野苹果的耐缺锌能力最弱.

缺锌胁迫对苹果砧木幼苗形态及其锌积累的影响

在人工气候室条件下,采用溶液培养法研究了缺锌胁迫下平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)和小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)两种苹果砧木幼苗生长量、根系构型参数、根系活力和锌积累量的动态变化。结果表明:缺锌条件下,两品种均表现不同程度的植株矮小,新生叶片黄化且簇生,节间缩短,根尖膨大等缺锌症状,小金海棠表现缺锌症状比平邑甜茶延迟7d左右。长期锌缺乏使平邑甜茶根系生物量显著降低。两品种缺锌植株根系长度、表面积、体积、根尖数从21d开始均低于对照;60d时平邑甜茶较对照分别下降45.47%、44.2%、47.18%、43.14%,小金海棠分别降低38.95%、31.90%、32.58%、35.52%,平邑甜茶被抑制程度大于小金海棠。根系平均直径处理大于对照,且小金海棠表现根系膨大症状较平邑甜茶晚10d。锌缺乏条件下小金海棠根系活力达最大比平邑甜茶晚15d。处理和对照幼苗锌含量均表现为根系>茎>叶片,且小金海棠处理植株>平邑甜茶处理植株。平邑甜茶对缺锌胁迫较敏感,根系易受到伤害;小金海棠在缺锌胁迫下锌含量下降速率慢,对缺锌胁迫有较强的抵御和耐受能力。

缺锌胁迫对苹果砧木幼苗抗氧化能力和激素含量的影响

在人工气候室条件下,采用溶液培养法研究了缺锌胁迫对平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)和小金海棠(M.xiaojinensis Cheng et Jiang)两种苹果砧木幼苗SOD、POD和CAT的活性,膜质过氧化水平及内源激素IAA、GA3、ZR和ABA含量的影响。结果表明,缺锌胁迫下,两品种叶片和根系中SOD活性显著下降,POD和CAT活性、MDA含量不同程度增加,但小金海棠SOD活性下降幅度较平邑甜茶小,POD和CAT活性增加比例大,且MDA积累量低。缺锌使两种砧木幼苗不同器官中IAA、GA3含量显著降低,ZR、ABA含量增加;小金海棠缺锌植株IAA、GA3、ZR含量较平邑甜茶高,ABA含量低。平邑甜茶缺锌植株膜质过氧化水平高,对缺锌胁迫较敏感,小金海棠在缺锌胁迫下抗氧化能力强,促进生长的激素含量高,对缺锌胁迫有较强的抵御和耐受能力;平邑甜茶缺锌植株膜质过氧化水平高,对缺锌胁迫较敏感。

丛枝菌根真菌对柑橘锌吸收的生态效应及其作用机制

锌既是柑橘生长发育所必需的重要微量元素之一,也是生产上缺乏较普遍的矿质营养。枳是我国多数柑橘产区的主要砧木,"纽荷尔"脐橙是我国栽培规模最大的脐橙品种。近年来,柑橘产区"纽荷尔"表现出明显的缺锌或缺镁黄化现象。丛枝的菌根是土壤内AM真菌同寄主的植物根系一起形成的互惠共生体,可使寄主更好吸收土壤内矿质营养成分。基于此,以枳、枳砧"纽荷尔"脐橙和"椪柑"为试材,采用根袋技术与盆栽土培法,研究在缺锌条件下的AM真菌对于柑橘菌根的侵染和生长及矿质的营养与光合作用和根际土壤理化性质的影响。