外源Ca(NO3)2对盐胁迫下大苞萱草的缓解效应

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大苞萱草(Hemerocallis middendorfii)是阿福花科(Asphodelaceae)萱草属(Hemeroc allis)草本植物,也被称作“旱金花”。在我国广泛的分布于黑龙江、吉林、辽宁三省。大苞萱草具有春季萌发、开花早,花朵大而艳丽,气味芳香,耐寒能力强,抗旱能力强,根系壮硕,土壤环境适应能力强,盐碱抗性强等特点,在寒地城市园林绿化中具有很好的应用前景。为研究外源Ca(NO3)2缓解盐胁迫作用机制,提高植物耐盐性提供依据。本研究以大苞萱草为试验材料,Ca(NO3)2为外源物质,探究外源Ca(NO3)2对盐胁迫下大苞萱草叶绿素、内源激素、渗透调节物质、AsA-GSH循环、氮代谢的影响。得到以下结论:(1)300 mmol·L-1NaCl胁迫下,相对含水量、叶绿素、可溶性蛋白显著降低,细胞膜透性、脯氨酸、MDA含量显著升高。施加外源Ca(NO3)2处理的大苞萱草的上述指标含量变化与对照组相比差异不明显。施加特定浓度的外源Ca(NO3)2后,大苞萱草在盐胁迫下的生长发育质量得到提高,叶片含水量、光合色素显著增多,可溶性蛋白质、细胞膜透性、Pro、MDA含量显著降低,外源Ca(NO3)2的最适缓解浓度为10 mmol·L-1。(2)大苞萱草在盐胁迫下,可通过施加外源Ca(NO3)2使叶片中的SOD、POD、CAT活性得正向调节。其中,随着外源Ca(NO3)2施用量的增加,SOD、POD活性呈现出持续提高的态势。大苞萱草抗氧化物质AsA、GSH含量在盐胁迫下显著低于正常水平,抗氧化酶MDHAR、DHAR、GR、APX活性会随着盐胁迫的加剧而降低。外源Ca(NO3)2可以显著提升AsA、GSH含量以及增强相关酶活性。(3)大苞萱草气体交换参数受盐胁迫的负面影响较大,净光合效率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)显著低于非盐胁迫时的水平,叶片中的叶绿素荧光参数Fv/Fm、φPSII、qP、ETR出现不同程度下降;大苞萱草叶片在施加外源Ca(NO3)2之后的耐盐性得提升,Pn、Tr、Gs值下降现象得到抑制,Fv/Fm、φPSII、qP、ETR均有不同程度提高,光合系统功能趋于稳定,光化学效率显著提升,光合碳循环正常进行。(4)大苞萱草叶片中的ABA含量会随着盐胁迫加剧而增加,而IAA和GA含量反向下降;在施加外源Ca(NO3)2之后,大苞萱草中的ABA积累速度呈现出负增长,IAA和GA含量显著提高,植物受ABA积累的影响减少,盐胁迫对大苞萱草生长活力的抑制作用下降。(5)盐胁迫下,大苞萱草叶片硝态氮含量显著降低,硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶的活性显著降低,植株体内的游离氨基酸含量增加,NR活性的降低使硝态氮的还原能力减弱。盐胁迫下外源Ca(NO3)2显著降低了因盐胁迫而导致的氮代谢相关基因表达升高,促进更多能量增强大苞萱草对逆境的防御。因此,外源Ca(NO3)2作为信号分子调节大苞萱草耐盐性和氮代谢之间的平衡,减轻盐胁迫带来的毒害作用,增强大苞萱草的氮素代谢。上述结果说明,施加外源Ca(NO3)2能够改善盐胁迫对大苞萱草生理代谢的抑制作用,增强大苞萱草在盐环境下的适应能力。
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