微粒化壳聚糖负载褪黑素对小麦幼苗抗逆性的影响

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuan_kai
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在小麦苗期生长中存在诸多非生物胁迫,其中以干旱和盐胁迫尤为普遍。干旱会导致小麦冬前生长受到抑制、分蘖不足,难以为后期高产奠定良好基础。盐胁迫不仅使植物矿物质营养缺乏,严重还会导致植物死亡。添加外源褪黑素可提高植物抗非生物胁迫能力,具有调节水分平衡,维持叶绿体的完整性,调节硝基氧化稳态和脯氨酸代谢等作用。但是褪黑素在小麦抗非生物胁迫应用上还存在作用剂量不明确、农业实际利用率低等问题。因此筛选小麦苗期施用褪黑素的最佳浓度和探讨褪黑素缓释手段,对实现褪黑素的高效利用具有现实意义。本研究通过对干旱和盐胁迫下小麦幼苗施加系列不同浓度的褪黑素,筛选出褪黑素在小麦苗期缓解逆境胁迫的最适浓度,并探讨褪黑素作用于小麦幼苗的抗逆机制;在褪黑素增强小麦抗逆性试验的基础上,将褪黑素进行壳聚糖微粒负载,应用于小麦苗期干旱胁迫试验研究中,实现褪黑素的高效利用,以期为褪黑素在农业推广中提供理论和数据支撑。主要研究结果如下:(1)根施300umol L-1的褪黑素显著增强小麦的抗旱性。与干旱对照相比,300umol L-1褪黑素使小麦发芽率和干重显著提高31.25%、65.38%,叶绿素a含量显著升高50.51%,根长显著增加97.79%,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高45.64%,从而显著提高了抗氧化酶活性,减轻了膜脂过氧化程度,促进了苗期小麦的生长。(2)根施300umol L-1的褪黑素显著缓解盐胁迫损伤。与盐胁迫对照相比,浓度为300umol L-1褪黑素处理的小麦种子发芽率显著提升了19.41%,小麦幼苗整株生物量显著提高65.38%,叶绿素含量显著提高41.77%;根长显著提高121.10%,从而显著提高了小麦幼苗抗氧化酶活性,缓解了盐胁迫对小麦的损伤。(3)采用离子凝胶法制备了褪黑素壳聚糖微粒实现了褪黑素的缓释,提高了褪黑素在逆境胁迫下的利用率。褪黑素壳聚糖微粒模拟释放试验表明,MP-MT在p H5.0的磷酸缓冲溶液下36h释放率为65.43%。MP-MT0.5处理与MT1.0处理相比小麦干重显著增加22.36%,根系长度显著增加16.03%,过氧化物酶活性显著提高15.65%。综上所述,本研究筛选出了褪黑素在小麦干旱、盐胁迫下的最佳施用浓度,探寻了褪黑素提高小麦抗逆性的生理生化机制,同时为解决褪黑素存在的易氧化、光降解等问题提供了一项解决措施,为褪黑素的推广应用提供了数据支撑。
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