不同红光与远红光比值对番茄耐盐性效应的研究

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近年来设施蔬菜集约化经营管理使设施内土壤次生盐渍化程度不断加重,盐胁迫成为影响设施作物生产的主要非生物逆境之一。光敏色素(PHY)是植物中重要的光受体,主要吸收红光(R)和远红光(FR),不同红光与远红光比值(R:FR)通过影响光敏色素构型的变化在提高盐胁迫耐性上有重要作用,但其具体效应缺乏系统的研究。因此,本研究以‘MoneyMaker’番茄(Solanum lycopersicum L.)为实验材料,采用营养液水培的方式,设置了3个处理(T1:盐胁迫,R:FR=7.4;T2:盐胁迫,R:FR=1.2;T3:盐胁迫,R:FR=0.8),以白色LED(R:FR=7.4)光照,正常营养液栽培为对照(CK),研究不同红光和远红光比值对100 mmol·L-1NaCl胁迫下番茄光合能力、叶绿素(Chl)合成及抗氧化能力的影响。试验结果如下:1.T2和T3处理中番茄植株的株高、茎粗、叶面积、干鲜质量均比T1处理显著增加,且T3处理显著高于T2处理,其中T3处理中总干重和总鲜重分别比T1处理中升高了45.06%和50.62%。表明低R:FR值促进了盐胁迫下番茄植株的生长,R:FR值为0.8时对促进番茄生长的效果最佳。2.T1处理中番茄Chl合成前体物质5-氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(PBG)和尿卟啉Ⅲ(UroⅢ)的含量显著升高,随时间延长积累量增加,而原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)、镁原卟啉Ⅸ(Mg-protoⅨ)和原叶绿素酸酯(Pchl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素a+b(Chl(a+b))的含量显著下降,表明盐胁迫下番茄Chl合成的受阻的起始点在ProtoⅨ的合成过程。T2和T3处理降低了ALA、PBG、UroⅢ的积累量,增加了ProtoⅨ、Mg-protoⅨ、Pchl、Chla、Chlb、Chl(a+b)含量,同时降低了Chla/b的值,T2和T3处理中的差异没有明显的趋势。T3处理中Chla和Chlb分别比T1处理中升高了25.17%和16.51%。结果表明,低R:FR值能缓解Chl合成受阻碍的程度,促进Chl合成,R:FR值为1.2和0.8对促进Chl合成的作用一致。3.T2和T3处理使盐胁迫下番茄植株中PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)显著升高,非光化学淬灭(NPQ)显著降低,两者无显著差异。同时T2和T3处理显著提高了净光合速率(Pn),且在T3处理下显著高于T2处理。T3处理中ФPSⅡ和Pn分别比T1处理中升高了24.00%和58.65%。表明低R:FR值有效保护了光合机构的稳定,增强了番茄的光合作用,R:FR值为1.2和0.8时对提高光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心活性的作用一致。4.T2和T3处理增加了番茄叶和根中可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性,降低了相对电解质渗透率、丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)的含量,提高了番茄幼苗的耐盐性。在T3处理下叶和根中的可溶性蛋白、叶和根中的超氧阴离子(O2·-)和叶中的POD活性显著高于T2处理。T3处理中叶中O2·-、H2O2和MDA含量比T1处理中升高27.11%、24.69%和30.61%。表明低R:FR值增强了盐胁迫下番茄植株的抗氧化能力,减少了过氧化伤害,R:FR值为0.8时抗氧化能力最优。总的来说,低R:FR值的光环境提高了番茄幼苗的叶绿素合成能力,光合能力和抗氧化能力,从而提高了其耐盐性。R:FR值为0.8时整体效果最优。
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