茶多酚对盐胁迫下小麦幼苗活性氧非酶促清除系统的影响

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盐渍化土壤在世界范围内广泛存在,且面积还在不断扩大,其可对植物造成渗透胁迫并破坏离子平衡,甚至诱发活性氧(ROS)大量积累从而影响植物的正常生长发育,使农作物减产。茶多酚是一种天然的抗氧化物质,具有无毒无害等优点,因此探究盐胁迫下外源TP对植物生理机制的响应具有现实意义。本实验以陇春30号小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象,通过测定不同处理下小麦相关生长和生理指标,探讨陇春30号小麦幼苗生长表观特征和活性氧非酶促清除系统在150mmol·L-1NaCl、茶多酚(TP)以及两者的复合处理下的响应规律,主要结果如下:1.盐胁迫显著降低了小麦幼苗的相对生长速率(RGR)、生物量和叶面积,增加了叶比重;TP的加入有效缓解了盐胁迫下小麦幼苗RGR、生物量、叶面积的减小和叶比重的升高,并且TP浓度越高缓解效果越明显。2.盐处理环境中较高的Na+浓度制约了根系对K+、Ca2+的吸收,从而削弱了对这两种营养离子的转运;TP的加入提高了小麦幼苗对这两种离子的选择性吸收和转运系数,TP浓度越高,对营养离子的吸收、转运影响越大。3.150 mmol·L-1 NaCl处理显著抑制了非酶促抗氧化物质,包括抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)、类胡萝卜素、总黄酮、总酚和花青素的生成,也使得脯氨酸大量积累;TP的加入既提高了AsA/DHA和GSH/GSSG的比值,也增加了非酶促抗氧化物质的含量。4.150 mmol·L-1盐处理降低了小麦幼苗对羟基自由基(·OH)、H2O2自由基和ABTS·?的清除率,却增加了对超氧阴离子自由基(O2·?)的清除率;TP的加入明显提高了对·OH和H2O2自由基的清除率,当添加的TP浓度为100mg·L-1时,ABTS清除率和铁离子还原力显著提高。5.盐诱导小麦幼苗苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的活性显著升高,而4-香豆素酸辅酶A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase,4CL)和查尔酮异构酶(Chalcone isomerase,CHI)的活性显著降低;盐胁迫下加入TP后,PAL的酶活性无显著变化,PPO活性降低,而4CL和CHI活性则显著增加。以上结果表明,盐胁迫通过影响植物对钾钙营养离子的吸收,抑制了植物的生长,表现为RGR和生物量的降低,并通过改变类黄酮合成通路中相关酶的活性降低了总黄酮、多酚及花青素的合成。此外,盐处理还改变了小麦幼苗中AsA/DHA和GSH/GSH的比值,以及类胡萝卜素、脯氨酸等活性氧非酶促抗氧化物质的正常合成,减弱了对活性氧自由基的清除率。TP的加入增加了150 mmol·L-11 NaCl处理下小麦幼苗对K+、Ca2+的选择性吸收和转运系数,并通过提高RGR和叶片表面积增加了小麦幼苗的物质积累。同时,TP的加入还对植物AsA-GSH循环和类黄酮合成途径产生了相应影响,导致非酶促抗氧化物质的含量明显增加,从而提高了植物的抗氧化能力,增强了小麦幼苗对自由基的清除效果。
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