钾介导番茄耐盐机理的研究

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土壤盐渍化是影响我国农业种植的主要原因之一。番茄是其中一个主要农业种植作物并且对盐胁迫敏感。苗期是番茄生长发育的关键时期,盐胁迫严重影响番茄的生长发育,导致番茄产量降低或死亡。因此,研究番茄在盐胁迫下的耐盐机理对农业生产具有重要的实践意义。而K+不仅可以改善作物品质,还可以增强植物的抗逆性。基于此,本实验采用营养液培养,以耐盐番茄IL8-3和盐敏感M82为实验材料,分别设置对照处理(CK)、盐胁迫处理(100 mM NaCl)、盐处理和硝酸钾共同处理(100 mM NaCl+5 mM KNO3)三种处理方法。研究探讨K+介导的番茄耐盐机制。主要实验结果如下:1、盐胁迫影响番茄幼苗的生长,施用K+可以减少番茄幼苗地下部与地上部对Na+的吸收,增加对K+的吸收,从而改善盐胁迫下番茄幼苗地下部与地上部的钠钾比,这可以缓解盐胁迫给番茄幼苗带来的离子危害,保持番茄幼苗体内的离子平衡,促进番茄幼苗提高耐盐性。2、施用K+通过增强番茄幼苗体内的抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX)的活性,减少ROS(O2-和H2O2)的产生,从而减轻氧化胁迫对番茄幼苗带来的损伤。外源K+还增加番茄幼苗体内可溶性糖和脯氨酸的含量,减轻渗透对番茄幼苗造成的损伤。从而提高番茄的耐盐性,促进在盐胁迫下番茄幼苗的生长。3、通过qRT-PCR,对番茄叶片中Na+/H+逆向转运蛋白基因(SOS1、NHX1和NHX2)、质膜H+-ATPase家族基因(LHA1和LHA2)和内向钾离子通道蛋白基因(LKT1)表达量的探究。K+可以增强番茄幼苗体内SOS1、NHX1、NHX2、LKT1、LHA1和LHA2基因的表达水平,质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因表达水平增加可以使细胞将更多的Na+排出体外,液泡Na+/H+逆向转运蛋白基因表达水平增加可以将Na+区域化,将Na+直接隔离在液泡中,从而缓解盐胁迫导致的离子损伤。4、与盐胁迫相比,当施用外源K+后M82番茄幼苗长势良好,这可能是因为:外源K+可以提高番茄幼苗体内钾离子积累,降低钠钾比;提高抗氧化酶活性和渗透调节物质并且提高SOS1、NHX1、NHX2、LKT1、LHA1和LHA2基因的相对表达水平。这对维持番茄幼苗体内的离子平衡具有重要的作用。番茄幼苗体内离子平衡状态稳定有利于减轻盐胁迫给番茄幼苗带来的氧化胁迫、渗透胁迫和离子毒害,从而增加番茄幼苗的耐盐性。
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