外源腐胺提高散叶生菜耐旱性的生理机制及细胞超微结构研究

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农艺节水是节水农业的重要方面,研究作物的耐旱机制对于提高水分利用率和发展农艺节水具有重要意义。生菜(Lactuca sativa L.)是重要的叶类蔬菜之一。多胺是生物代谢过程中产生的,具有生物活性的脂肪族含氮碱,在植物生长、逆境胁迫响应、形态建成、衰老等方面发挥重要作用,腐胺是多胺的一种。关于多胺类物质介导和调节各种非生物胁迫耐受性的研究越来越多。然而关于腐胺调节叶类蔬菜干旱胁迫的生理机制研究较少。本文以聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱胁迫,探讨外源喷施腐胺对干旱胁迫下敏感型散叶生菜的影响及其缓解作用。在前期对试验关键参数进行了筛选,发现200g/L的PEG 6000为干旱胁迫对种子萌发的影响最大;且在该浓度下美国大速生9号为抗旱品种,维多利亚玻璃脆为干旱敏感品种;外源喷施腐胺对干旱胁迫的缓解作用最为明显。进而以10%PEG 6000模拟干旱胁迫,以干旱敏感型散叶生菜为材料,于试验期间外源喷施0.1mM腐胺,分别在处理第0、2、4、6、8天取样测定其形态指标、抗氧化酶活性、光合指标、叶绿素含量、ABA含量、钙离子流速及观察其微观结构。主要结果如下:1.干旱胁迫降低了散叶生菜的形态指标;增加丙二醛(MDA)含量,降低过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,外源喷施腐胺可缓解以上形态指标及抗氧化酶活性指标。2.干旱胁迫下散叶生菜的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率显著降低,而水分利用率显著增加;且可以显著降低叶绿素a、b及总叶绿素的含量,外源喷施腐胺可有效缓解以上指标的变化。3.干旱胁迫下散叶生菜根及叶片的ABA含量先升高再降低,外源喷施腐胺后ABA的变化幅度减小;干旱胁迫下保卫细胞钙离子以内流为主;根尖细胞钙离子流速增大。外源腐胺处理后,保卫细胞钙离子内流减少,外排增加;根尖细胞钙离子流速降低;干旱胁迫下散叶生菜叶片气孔个数增加,但张开气孔个数减少,开度降低;叶绿体变圆,类囊体结构模糊,淀粉粒减少,产生大量嗜锇颗粒,发生质壁分离现象。外源喷施腐胺后,气孔个数减少,张开气孔增加,开度增大;叶绿体较为细长,类囊体结构清晰,淀粉粒保持较多数量,嗜锇颗粒较少,无质壁分离现象。
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