CO2加富对水分胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

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为了探究CO2加富对水分胁迫下番茄的生长及生理特性的影响,为将来CO2施肥效率以及水分胁迫下番茄抗性的提升提供理论依据和技术支持,本试验以‘金棚1号’番茄为试材,采用裂区设计,主区因素为CO2浓度,分别是大气CO2浓度(≈400μmol·mol-1)和加富CO2浓度(800±40μmol·mol-1),裂区因素为土壤水分处理,分别是正常水分处理(RWC=80±5%)、涝渍胁迫处理(水分完全淹没根系)、干旱胁迫处理(RWC=50±5%)。研究了CO2加富对涝渍胁迫和干旱胁迫下番茄幼苗生长、光合、碳代谢、抗氧化系统、内源激素的影响,主要研究结果如下:1.CO2加富缓解了水分胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用:CO2加富提高了涝渍胁迫下番茄幼苗的叶面积和干重,提高了干旱胁迫下番茄的茎粗、叶面积、干鲜重以及壮苗指数;CO2加富提高了涝渍胁迫和干旱胁迫下的根系活力;CO2加富提高了涝渍胁迫和干旱胁迫下的叶片相对含水量和叶片厚度。2.CO2增强了水分胁迫下番茄幼苗的光合作用:CO2加富提高了涝渍胁迫和干旱胁迫下番茄胞间CO2浓度,降低了气孔导度和蒸腾速率;CO2加富显著提高了干旱胁迫下的Rubisco、RAC、PGAK、GAPDH、Ru5PK的活性,显著提高了涝渍胁迫下Rubisco、PGAK、GAPDH、Ru5PK的活性;但CO2加富对水分胁迫下光合色素含量的影响不明显。3.CO2加富提高了水分胁迫下番茄幼苗的非结构性碳水化合物的积累:涝渍胁迫和干旱胁迫显著提高了果糖、还原性糖、蔗糖、总糖含量,降低了淀粉的含量;CO2加富提高了涝渍胁迫和干旱胁迫下果糖、还原性糖、蔗糖、总糖、淀粉等非结构性碳水化合物的含量;同时,CO2加富也会提高蔗糖合酶活性,但是对蔗糖磷酸合酶的影响不明显。4.CO2加富缓解了水分胁迫下番茄幼苗的活性氧损伤:干旱胁迫和涝渍胁迫提高了活性氧的积累,同时也提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性;CO2加富总体上提高了叶片和根系SOD、POD、CAT的活性,降低了干旱胁迫和涝渍胁迫下叶片和根系活性氧的积累,减少了活性氧的损伤;CO2加富促进了干旱胁迫下脯氨酸、游离氨基酸含量的进一步提升,提高番茄幼苗的抗性,但对涝渍胁迫下渗透调节物质的提升不明显。5.CO2加富提高了水分胁迫下番茄幼苗的生长促进型激素的含量,降低ABA的含量:涝渍胁迫和干旱胁迫降低了生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)的含量,增加乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)的含量;CO2加富提高了涝渍胁迫和干旱胁迫下IAA、GA、CTK、ETH的含量,降低了ABA的含量。
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