28-高油菜素内酯和丛枝菌根真菌（Glomus versiforme）单独及其组合处理对盐胁迫下黄瓜生长和生理的影响

发布时间：2020-05-11 20:36

【摘要】：黄瓜(Cucumis sativus L.)是葫芦科一年生蔓生或攀援草本植物,是世界上最重要的经济型蔬菜之一,并具有盐敏感特征。生物和非生物胁迫显著影响黄瓜生产,在众多影响因素中,盐胁迫是制约黄瓜生产的主要因素之一。盐胁迫是一种非生物胁迫,渗透质的累积会改变细胞新陈代谢并且破坏植物内部生理,而由渗透胁迫产生的离子毒性和蛋白质功能障碍则会导致电解质渗漏,进而造成组织死亡,最终严重影响作物产量。盐胁迫对作物的伤害是毁灭性的,世界上约7%的土地都受到盐胁迫的危害。为了提高作物产量,生产上已经采用了各种生理和农艺措施来减少盐胁迫造成的损害。而关于植物生长调节剂和微生物介导植物生理和代谢响应对其生长和发育影响的研究也取得了重大进展。油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)被公认为一类新的植物激素,在植物界普遍分布,在促进植物生长发育方面具有很大的潜力,并在根和茎生长、细胞分化、细胞伸长、基因调控、花和果实发育方面起到关键作用。植物与各种微生物和菌根真菌共生,这些微生物和菌根真菌协调参与各种植物生理功能调节,特别是在营养吸收和耐受性方面。AM真菌可与植物根形成有益的共生关系,在改善植物生长中发挥重要作用。HBL和AMF在缓解受体植物胁迫方面的作用已有不少研究,但在缓解黄瓜盐胁迫方面的作用研究尚不多,尤其是二者的组合效应研究未见报道。本研究设置3个主要试验,首次探索在不同阶段盐胁迫下HBL和AMF对黄瓜植株抗氧化酶活性、光合作用和根系活性等影响,研究取得以下主要结果:(1)1μmol/L的28-高油菜素内酯(28-Homobrassinolide)可以促进低浓度和高浓度(60和120 mmol/L)NaCl胁迫下黄瓜植株的生长。油菜素内酯是植物甾体激素,在植物界普遍存在,并广泛调节植物的生理和逆境响应。本试验在塑料大棚中进行盆栽,分别测定1、3、5μmol/L28-高油菜素内酯(HBL)对津优1号黄瓜(简称JY1,盐敏感品种)和长春密刺黄瓜(简称CCMC,耐盐品种)在两种盐胁迫条件下(60和120 mmol/L)生长和生理活性的影响。两个黄瓜品种在盐胁迫下均表现出生长量减少和抗氧化酶活性改变的趋势。但HBL处理部分改善了盐胁迫对黄瓜植株的有害影响。叶面喷施HBL提高了地上部和根的鲜干重,也显著提高了盐胁迫(60和120mmol/L)下两个品种黄瓜叶片的叶绿素含量。在盐胁迫(60和120mmol/L)下,HBL提高了两个黄瓜品种的超氧化物歧化酶(SOD,EC1.15.1.1)和过氧化物酶(POD,EC 1.11.1.7)活性,降低了丙二醛(MDA)含量。总体结果表明,HBL可以促进2个供试品种在低浓度和高浓度NaCl胁迫下的生长,提高叶绿素含量和抗氧化酶活性。(2)HBL与AMF(Glomus versiforme)组合使用可改善NaCl胁迫下黄瓜植株生长和生理状况,并提高产量。盐胁迫是粮食安全的主要障碍之一,因为它会严重破坏植物的生理和生长。油菜素内酯是植物界普遍分布的新一类植物激素,在促进生长方面具有很高潜力。AMF是生物营养物质,它可以抑制植物根际并与寄主植物形成共生作用。盐土条件会导致植物产生特定的离子毒性,破坏细胞结构,影响植株生理并导致氧化应激,进而改变植物抗氧化酶系统。研究表明,HBL和AMF可以提高植物对盐胁迫的耐受性,但HBL和AMF的组合施用对NaCl(100 mmol/L)盐胁迫下黄瓜的综合效应及其机制仍不清楚。本试验研究HBL和AMF组合处理对NaCl胁迫下黄瓜(盐敏感和耐受品种)生长、生理、抗氧化酶活性和矿物质吸收的影响。结果表明,与盐胁迫下生长的黄瓜相比,HBL和AMF处理增加了植株的叶绿素含量、光合速率、叶片相对含水量,降低了电解质渗漏,最终促进了生长并提高了产量。两个品种的抗氧化酶活性、SOD和CAT(过氧化氢酶,EC 1.11.1.6)在处理10天后逐渐增加,处理30天后POD活性下降。此外,与其各自的对照相比,黄瓜植株地上部和根中的钠离子浓度显著降低。因此,HBL和AMF的组合使用可以提高植株抗氧化酶活性,减少钠离子摄取,从而降低离子毒性造成的风险和细胞膜损伤,最终提高植株对盐胁迫的耐受性。(3)间隔15天喷施HBL与AMF组合处理显著改善NaCl胁迫下黄瓜植株的生长和生理状况。盐胁迫造成了巨大的农业生产损失,是农业生产的主要障碍之一。植物生长调节剂和AMF共同施用已被应用于缓解盐胁迫造成的负面影响。本试验研究了NaCl(100mmol/L)条件下,不同间隔天数(15和30天)喷施HBL与AMF组合处理对黄瓜(盐敏感品种JY1和耐盐品种CCMC)生长和生理的影响。结果表明,叶面喷施HBL和AMF定可以增强植物对胁迫条件的耐受性。显著促进黄瓜生长和光合作用,并降低NaCl胁迫下的钠毒性。此外,抗氧化酶SOD和POD活性每隔10天均表现出逐渐增加的趋势,而两个黄瓜品种的CAT活性在盐胁迫处理30天后也表现出增加趋势。因此,间隔15天喷施HBL与AMF组合处理可以提高植株抗氧化酶活性并减少钠离子摄取,从而降低离子毒性造成的风险和细胞膜损伤,最终提高植株对盐胁迫的耐受性。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S642.2
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本文编号：2659027