【摘 要】
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甜瓜是一种被广泛栽培的重要水果型蔬菜作物,其适宜的生长环境为弱酸性。近年来,由于化肥的不合理使用等问题,土壤盐碱问题日益突出,严重影响甜瓜正常生长发育、降低产量和品
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甜瓜是一种被广泛栽培的重要水果型蔬菜作物,其适宜的生长环境为弱酸性。近年来,由于化肥的不合理使用等问题,土壤盐碱问题日益突出,严重影响甜瓜正常生长发育、降低产量和品质。因此,探究缓解甜瓜盐碱胁迫伤害的途径,对于实现甜瓜高产优质具有重要的科学和现实意义。γ-氨基丁酸(GABA)是一种可以有效缓解作物非生物胁迫的外源物质,但关于GABA缓解甜瓜盐碱胁迫中涉及的信号分子及其调控路径尚不明确。因此,本文以甜瓜(Cucumis melo L.)品种‘一品天下208’为试材,研究了外源GABA对盐碱胁迫下甜瓜幼苗叶片多胺(PAs)代谢、一氧化氮(NO)合成和甜瓜果实品质的影响,以及PAs和NO在GABA调节甜瓜幼苗耐盐碱性中的作用。主要结果如下:1. 盐碱胁迫抑制了甜瓜幼苗的生长,造成Na~+过度积累,K~+外流,甜瓜叶片自噬体数目增加;而外源喷施GABA能显著降低Na~+/K~+比,增加Fe元素含量,进一步增加甜瓜叶片自噬体数目,缓解了盐碱对甜瓜幼苗生长的抑制。2. 盐碱胁迫下,PAs参与了GABA调控的甜瓜Na~+/K~+平衡和膜脂过氧化。盐碱胁迫下,GABA预处理显著增加了甜瓜叶片中游离腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)以及精氨酸(Arg)和蛋氨酸(Met)的含量,上调了PAs合成相关基因[(精氨酸脱羧酶(ADC)、S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)、N-氨甲酰腐胺酰胺水解酶(CPA)和Spm合成酶(SPMS)]的表达水平;外源Spd降低了甜瓜叶片相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量和Na~+/K~+比,进而减弱了盐碱胁迫对甜瓜幼苗生长的抑制作用;二环己胺(Spd合成抑制剂,DCHA)预处理削弱了GABA调节的离子平衡、膜脂过氧化损伤和植株生长的作用。综上,在盐碱胁迫下,GABA促进了PAs的合成,PAs参与了GABA调节的Na~+/K~+平衡和膜脂过氧化作用,从而增加了甜瓜幼苗盐碱胁迫耐性。3. NO参与了GABA调控的Na~+/K~+平衡和膜脂过氧化。在盐碱条件下,甜瓜幼苗叶片内源NO水平快速升高;GABA预处理可进一步增加甜瓜幼苗叶片NO含量及硝酸盐还原酶(NR)和一氧化氮合酶(NOS)的活性;上调NR的基因表达水平,而下调NOS的表达水平。外施硝普钠(NO供体,SNP)降低了甜瓜叶片MDA含量、叶片质膜透性和Na~+/K~+比,缓解了盐碱胁迫对甜瓜生长的抑制程度;相比之下,4-羧基苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(NO清除剂,c PTIO)预处理消除了GABA缓解的膜脂过氧化损伤、离子平衡和甜瓜幼苗生长的作用。综上,盐碱胁迫诱导了NO水平的显著增加,增加的NO参与了GABA调节的Na~+/K~+平衡,以减轻膜脂过氧化损伤并提高甜瓜盐碱胁迫耐性。4. GABA影响甜瓜果实品质,且喷施GABA可以通过调整甜瓜果实可溶性总糖和硝态氮含量,改善盐碱胁迫下的甜瓜果实品质。
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