盐及盐碱胁迫对葡萄砧木幼苗氮素代谢关键酶活性及相关基因表达的差异影响

【目的】探究盐胁迫与盐碱复合胁迫对葡萄砧木幼苗氮代谢关键酶活性以及相关基因表达的差异影响。【方法】沙培试验以‘5BB’葡萄砧木幼苗为材料,设置3个营养液处理,分别为对照(不添加盐、碱),盐胁迫(0.20 mol/L NaCl溶液)和盐碱复合胁迫(0.10 mol/L NaCl溶液+0.10 mol/L NaHCO_(3)溶液)。幼苗处理14天时,取样测定干鲜重、根系形态、SPAD值、钠钾离子含量、氮代谢关键酶活性、硝态氮、铵态氮和总氮含量,分析^(15)N利用率和氮吸收同化相关基因的表达量。【结果】与对照相比,盐碱复合胁迫显著降低了葡萄砧木幼苗总鲜重和SPAD值。盐胁迫与盐碱复合胁迫叶片中Na+含量分别是对照的1.50、2.50倍,根系中分别是对照的1.68、1.79倍,且根中Na+含量高于叶片中Na+含量。盐碱复合胁迫处理葡萄叶片的K^(+)含量显著高于对照,又显著高于盐胁迫处理,对照根中K^(+)含量显著高于盐胁迫和盐碱复合胁迫。盐胁迫和盐碱复合胁迫处理降低了叶片和根部氮代谢关键酶硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶活性,盐胁迫和盐碱复合胁迫下叶片和根部NO_(3)^(−)含量、根部NH_(4)^(+)含量、叶片全氮含量及盐碱复合胁迫叶片NH_(4)^(+)含量、根系全氮含量均显著降低。盐胁迫和盐碱复合胁迫下调了叶片和根系中9个氮代谢相关基因的表达量,其中,盐胁迫和盐碱复合胁迫处理叶片VvNIA基因的表达水平分别较对照降低了68.61%、92.55%,VvNIR基因的表达水平分别降低了66.26%、81.61%,盐碱复合胁迫处理的降幅大于盐胁迫;盐胁迫和盐碱复合胁迫下葡萄叶片的VvNRT1.1、VvNRT1.2、VvNRT2.1和VvNRT2.2表达量显著下降,且盐胁迫和盐碱胁迫间4个基因的表达量差异显著;盐碱复合胁迫下的葡萄根系VvNRT1.1和VvNRT1.2表达水平以及盐胁迫与盐碱复合胁迫下根系VvNRT2.1和VvNRT2.2表达水平均显著下降。K^(15)NO_(3)同位素标记试验结果表明,盐胁迫和盐碱复合胁迫条件下葡萄砧木幼苗^(15)N利用率分别较CK显著降低了63.83%、75.95%。【结论】盐胁迫和盐碱复合胁迫降低叶片和根系中氮代谢关键酶活性,下调氮吸收同化相关基因的表达水平,减少叶片和根系中NO_(3)^(−)、NH_(4)^(+)及总氮的含量,影响葡萄砧木幼苗的^(15)N利用率和葡萄的生长发育。盐碱复合胁迫对葡萄幼苗氮素代谢的不利影响,以及对葡萄幼苗生长的抑制作用甚于盐胁迫。