硫化氢调控盐胁迫下加工番茄种子萌发及幼苗生长的生理机制研究

发布时间：2020-08-09 22:09

【摘要】：盐胁迫被认为是限制作物生长的主要障碍因子,严重制约农业的可持续发展。长期以来,增强作物抗盐性一直是个重要的目标。通过合适的方法去控制日益加重的盐胁迫是很有必要的。H_2S作为一种新型的信号分子,已被证明参与调节植物的多种生理过程。为探究外源H_2S对加工番茄是否有缓解盐胁迫作用,本研究以新疆加工番茄(KT-7,KT-16,KT-32)为试验材料,对发芽期及苗期加工番茄幼苗进行了NaCl和Na HS(H_2S供体)的不同浓度处理,研究了外源H_2S对盐胁迫下种子萌发、苗期加工番茄苗生长及生理的影响,测定了种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等发芽相关指标,幼苗生物量积累等生长指标,相对含水量、根系活力、叶绿素含量、抗氧化酶活性等生理指标,探讨了H_2S缓解盐胁迫对加工番茄生长影响的机理。所得主要结果如下:1)研究结果表明,3种加工番茄品系KT-7,KT-16,KT-32在种子萌发时的Na Cl半致死浓度分别为85,120,100mmol·L-1。利用NaHS(H_2S供体)能够缓解盐胁迫对加工番茄种子萌发的抑制作用,并且表现为0.4mmol·L-1 Na HS缓解效应最好。Na HS浸种时间对盐胁迫下加工番茄种子的萌发也有影响,结果表明利用0.4mmol·L-1 Na HS浸种24h能够有效提高NaCl(半致死浓度)胁迫下KT-7,KT-16,KT-32种子的发芽率和上胚轴鲜重,同时还能有效提高种子萌发期的超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)的积累。表明H_2S参与了加工番茄种子萌发期的抗盐机制。2)混合液发芽试验结果表明,随着NaHS浓度的增加种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、SOD、POD、CAT活性呈先上升后下降的趋势,其中,与盐胁迫单独处理相比,用0.4mmol·L-1NaHS处理,种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、SOD、POD、CAT活性在KT-7中分别提升70%,250%,120%,130%,6.7%,150%和180%;在KT-16中分别提升50%,250%,60%,80%,4.3%,160%和200%;而显著降低了MDA的含量,并且对KT-7的缓解效应强于KT-16。3)幼苗生理特性研究结果表明,低浓度的Na HS处理在一定程度上提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生物量、光合色素含量、相对含水量、根系活力、脯氨酸含量以及抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,而降低了电解质渗出率和丙二醛含量,其中以50μmol·L-1的NaHS处理效果最佳,与单独盐胁迫处理相比50μmol·L-1的NaHS使KT-7的生物量,叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素含量,SOD活性分别增加30.8%~66.7%,61.8%,56.3%,57.0%,9.1%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降15个百分点和23.7%;使KT-32的生物量,叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素含量,SOD活性分别增加24.0%~96.4%,49.8%,52.0%,46.7%,10.2%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降12个百分点和24.2%。综上,外源H_2S处理通过提高幼苗的抗氧化水平,减少盐胁迫对加工番茄幼苗造成的氧化损伤,在一定程度上提高了加工番茄幼苗对盐胁迫的适应能力。4)幼苗光合特性研究结果表明,外源H_2S提高盐胁迫下加工番茄幼苗的生长及叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶片蒸腾速率(Tr)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学效率(ΦPSII);降低了胞间CO2浓度(Ci)、PSII调节性能量耗散的量子产额[Y(NPQ)]和非光化学猝灭系数(NPQ);而PSII非调节性能量耗散的量子产额[Y(NO)]稳定在较低水平。并且对KT-32的缓解效应强于KT-7。综上所述,外源H_2S通过提高加工番茄幼苗叶片的光合色素量和光合电子传递效率,有效地缓解盐胁迫对加工番茄叶片PSII的伤害。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S641.2
【图文】：

种子萌发,供体,胚轴,鲜重

硫化氢对盐胁迫下加工番茄种子萌发及幼苗生长的生理机制研究现为先上升后下降的趋势，其中 KT-7 和 KT-32 在盐胁迫下用不同浓度的 NaHS 处理胚轴鲜重都达到了与阳性对照相近的重量，而 KT-7 更是超过了阳性对照的重量，并且都在 NaHS 浓度为 0.4mmol·L-1时达到最重，分别比盐胁迫单独处理高 15.2%（KT-7），32.7%（KT-32）。在 KT-16 中，NaHS 浓度为 0.4mmol·L-1比盐胁迫单独处理胚轴鲜重重 25.7%，而 NaHS 浓度为 0.6-1.0mmol/L 时胚轴鲜重反而比盐胁迫单独处理轻。说明低浓度的NaHS 会促进盐胁迫下加工番茄胚轴鲜重增加，而高浓度的 NaHS 会进一步抑制胚轴鲜重增加。

胚轴,鲜重,单独处理,盐胁迫

浸种时间,种子萌发,鲜重,盐胁迫

图 2 浸种时间对加工番茄种子萌发的影响Figure 2．The effects of seed soaking time on the germination of processing tomato seeds由图 2-c 可知，在 KT-7，KT-32 中用 0.4mmol·L-1的 NaHS 浸种后胚轴的鲜重都比盐胁迫单独处理显著增加且接近对照水平，整体呈现随浸种时间的延长先上升后下降的趋势，其中浸种 24h 胚轴的鲜重在盐胁迫处理下达到最重，分别比盐胁迫单独处理增加23.1%，36.8%。在 KT-16 中用 NaHS 浸种后胚轴鲜重与盐胁迫相比有所增加，但都没有达到显著水平，其中浸种时间为 24h 时，胚轴鲜重在盐胁迫下最重，比盐胁迫单独处理重 30.3%。图 2-d 是 NaHS 浸种时间对盐胁迫下加工番茄培根鲜重的影响。KT-7 中浸种时间为12h 时培根鲜重达到与对照相近的水平，比其他盐胁迫下的培根鲜重要显著重。在 KT-16，KT-32 中，浸种时间为 24h 时在各盐胁迫条件下培根鲜重达到最重，但是与盐胁迫单独处理相比都没有达到显著水平，表现为不同的 NaHS 浸种时间对胚根鲜重影响不大。图 3 为培养 12 天后的幼苗形态图，a，b，c 分别是 KT-7，KT-16，KT-32，每幅图中从左至右没别为蒸馏水（CK），NaCl（Cl），NaCl+0.4mmol·L-1NaHS（12h），NaCl+0.4mmol·L-1NaHS（24h），NaCl+0.4mmol·L-1NaHS（36h）5 个处理。从图中可以

【参考文献】