外源一氧化氮与油菜素内酯对花生幼苗盐胁迫的缓解效应及其机理研究

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针对山东省黄河三角洲地区盐渍化土壤含盐量高、p H高、土壤铁有效性差,导致的花生苗期盐胁迫现象突出、植株缺铁黄化症严重及花生产量偏低的生产实际问题。本研究以中果型花生(山花11号)为供试花生品种,采用硝普钠(SNP,NO供体)与EBR为外源调控物质,通过液培和盆栽试验相结合的研究方法,研究了外源NO和EBR单独及复合施用缓解花生盐胁迫的效应与机制,探讨了外源NO和EBR提高盐胁迫下花生幼苗铁营养效率的效应与机理。本文的主要研究结果如下:(1)本试验条件下,盐胁迫显著抑制了花生幼苗生长,外源NO能有效提高花生苗期耐盐性。外源NO对花生盐害的缓解作用存在剂量效应,低浓度缓解盐胁迫、高浓度反而加重胁迫,250μmol L-1SNP的缓解作用最优。与CK相比,250μM SNP处理能显著提高花生体内抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,叶片和根系SOD活性分别提升了3.39%、1.66%,POD活性分别提升了32.14%、51.88%,CAT活性分别提升了180.39%、88.24%,脯氨酸含量增加了281.28%;减少丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)的积累,减轻膜脂过氧化损伤,叶片电解质渗透率降低了29.02%;增加叶片光合色素含量和根系活力,抑制根系对Na+的吸收,幼苗体内K+/Na+提高了118.99%,有利于根系对其它矿质元素的吸收,有效缓解了盐胁迫导致的营养失衡,促进花生幼苗生长。(2)正常生长条件下添加SNP,花生内源NO浓度升高对花生幼苗生长产生轻微毒害作用。盐胁迫下添加SNP能有效提升花生幼苗耐盐性,外源NO对花生幼苗盐胁迫的缓解作用受外界盐浓度影响,花生遭受较高盐浓度胁迫时NO缓解膜脂过氧化损伤的效率更快,耐盐性更强。在本试验的浓度范围内,外源NO对150mmol/L NaCl胁迫下的花生幼苗缓解效应更优。与NaCl2相比,NaCl2+SNP处理下的花生,叶片和根系的内源NO含量分别增加了41.83%、35.45%;显著提高了花生体内渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,清除了过量的活性氧,使叶片和根系的MDA含量分别降低了15.01%、20.97%,维持了膜结构的相对稳定;叶片和根系的Na含量降低了43.42%、11.61%,有利于根系对K、Fe及其它矿质元素的吸收和转运,从而促进了花生幼苗生长。(3)外源NO、EBR及其复合处理均可缓解花生盐胁迫危害,以SNP+EBR复合处理效果最明显。盐胁迫条件下,二者交互作用能显著提高花生幼苗体内的渗透调节物质含量,脯氨酸和可溶性糖分别增加了111.20%、47.27%,有效缓解了渗透胁迫对幼苗的毒害作用;提高花生体内抗氧化酶活性,清除过量的活性氧,叶片电解质渗透率降低了42.55%,有效减轻了膜脂过氧化损伤;提高花生根系活力,促进植株对矿质元素的吸收,叶片K、Fe含量分别增加了75.23%、62.83%,有效改善了盐胁迫诱导的营养失衡;提高叶片光合色素含量,叶绿素总含量增加了60.13%,有利于促进花生干物质量的积累和幼苗形态建成。(4)盆栽条件下,在花生苗期的根部及叶面,添加外源NO、EBR或NO+EBR均能提高花生苗期耐盐能力与铁营养效率;其中,苗期叶面喷施SNP+EBR的缓解效果最优。与CK相比,叶面喷施SNP+EBR处理的花生苗期和成熟期:脯氨酸含量分别增加了79.88%、88.41%,有利于减轻渗透胁迫对植株的毒害作用;盐渍化土壤p H值分别降低了3.99%、2.14%,土壤有效铁含量分别增加了116.51%、57.94%,能显著提高花生根系Fe3+-还原酶活性,促进了铁的吸收与转运;新叶活性铁含量分别提高了48.81%、39.28%,有利于植株光合色素的合成与积累;抗氧化酶活性显著增加,减少了丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)的积累,维持了膜结构的相对稳定;叶片Na含量分别降低了81.93%、39.53%,增加了对其它矿质元素的吸收,维持了体内的养分平衡。花生苗期的营养生长为以后的生殖生长做了铺垫,花生百果重、百仁重及每盆荚果产量较CK分别提高了89.67%,81.67%和78.41%,有效提高了盐渍环境下花生的产量和品质。(5)缺铁、特别是盐与铁复合胁迫严重抑制了花生幼苗的生长,添加SNP能有效缓解花生的盐铁复合胁迫,低铁条件下添加SNP效果更优。T5较T2花生的株高、鲜干重和根系活力分别增加了11.44%、20.08%、26.51%、113.16%;外源NO能降低营养液p H值,促进Fe3+的还原和铁由地下部向地上部及由细胞壁向细胞器和可溶性部分的运输,增加了花生活性铁的含量,尤其是叶片中提高了70.91%,有效缓解了新叶的缺铁黄化症,叶绿素总含量提高了14.11%;同时提高了花生抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,有效清除了体内过量的活性氧,使叶片和根系的MDA含量分别降低了44.57%、53.42%,维持了膜结构的相对稳定;促进了根系对K、Ca、Mg的吸收,叶片和根系的Na含量降低了25.24%、37.15%,有效缓解了盐胁迫导致的营养失衡。
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