几种生物刺激素对草莓SnRK1酶活及植株耐盐性的影响

发布时间：2020-10-29 11:59

　　 SnRK1作为关键开关调节植物碳代谢和能量平衡,并且能够激活植物对高盐胁迫的防卫系统。苯并噻二唑(BTH)、β-氨基丁酸(BABA)、水杨酸(SA)和超敏蛋白在植物生长发育及抵御逆境胁迫中起重要作用。几种生物刺激素与SnRK1激酶的关系前人未见报道。本试验以‘妙香7号’草莓为试材,先探究喷施不同浓度BTH、BABA、SA和超敏蛋白一天内对草莓碳代谢、SnRK1酶活、SnRK1下游5个基因相对表达量的影响,并确定最佳浓度。随后探究了150 mg?L~-11 BTH、0.2 mmol?L~(-1)BABA、100μmol?L~(-1)SA和1:1000超敏蛋白以及其复合剂在一个月内对草莓SnRK1酶活及其下游5个基因的相对表达量及草莓植株生长的影响。最后研究了喷施几种生物刺激素及其复合剂后盐胁迫草莓SnRK1酶活及植株生长的变化,来研究4种植物生物刺激素对草莓耐盐性的影响及与SnRK1的联系。主要研究结果如下:1.不同浓度BTH、BABA、SA、超敏蛋白喷施处理草莓叶片可以在12 h内提高草莓SnRK1酶活,其中150 mg?L~-11 BTH、0.2mmol?L~-11 BABA、100μmol?L~(-1)SA和1:1000超敏蛋白作用效果最好,与对照相比在处理第4个小时SnRK1酶活分别提高了24.04%、15.92%、22.48%、26.59%,BTH和超敏蛋白作用效果最为显著,且在12h时作用效果持续性较好。处理4 h时4种生物刺激素对草莓叶片SnRK1下游基因上调作用明显,尤其FaABCB和FaUDG对4种生物刺激素最敏感,它们分别与植物生长素的运输和糖分变化相关。4种生物刺激素喷施一天内也明显提高草莓叶片净光合速率及可溶性糖和淀粉含量。2.150 mg?L~-11 BTH、0.2 mmol?L~-11 BABA、100μmol?L~(-1)SA和1:1000超敏蛋白以及其复合剂Ⅰ(150 mg?L~(-1)BTH+0.2 mmol?L~(-1)BABA+100μmol?L~(-1)SA)和Ⅱ(150 mg?L~(-1)BTH+0.2 mmol?L~(-1)BABA+100μmol?L~(-1)SA+1:1000超敏蛋白)处理一个月草莓幼苗的长势明显强于对照,SnRK1酶活在处理后第4天变化不明显,在第15天二次喷施时短时间内有了较大提高且增量高于第一次喷施,且混合使用效果更明显。这说明4种生物刺激素及其复合剂能在短期内影响SnRK1酶活,叠加使用效果更好。3.与未加盐胁迫的对照相比,盐胁迫会明显减弱草莓植株的长势,降低草莓植株SnRK1酶活、净光合速率、荧光参数、SPAD值、CAT和SOD酶活,增加O_2~-和MDA含量,增加叶片和根系Na~+含量,减少K~+含量。150 mg?L~-11 BTH、0.2 mmol?L~(-1)BABA、100μmol?L~(-1)SA和1:1000超敏蛋白以及其复合剂Ⅰ和Ⅱ预处理后盐胁迫草莓植株可以可以增加叶片的SPAD值,提高叶片的净光合速率和φPSⅡ及Fv/Fm,增强植株光同化能力,缓解盐胁迫对草莓植株生长的伤害,减少叶片细胞的死亡;外源生物刺激素可以有效提高CAT和SOD酶活,减少O_2~-和MDA的积累,调节细胞渗透势,缓解盐害带来的伤害;外源生物刺激素可以增加草莓叶片和根系对K~+的积累,减少对Na~+吸收,表明外源生物刺激素可通过调控离子吸收和分配来减轻离子伤害。从几种生物刺激素的处理效果来看,复合剂的作用效果要强于单个生物刺激素的使用。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S668.4
【部分图文】：

山东农业大学硕士学位论文5图1-1常见的生物刺激素分类及来源Fig1-1categoriesandoriginsofcommonbiostimulants1.3苯并噻二唑研究进展随着现代社会的进步，农药中在植物病害的防治过程中发挥了越来越重要的作用，但是由于农药的浓度高，残留物存在时间长，危害人类身体健康，因此化学农药的使用越来越受到了限制。与此同时，植物生物刺激素跟植物激活蛋白应运而生，他们作为一种新型高效广谱的抗病物质，可以通过直接作用于作物本身，通过提高其免疫能力来抵抗病害（王勇等，2016；王成等，2018；何思瑶等，2019）。苯并噻二唑（BTH）是植物生物刺激素中的一种，它性质稳定、效果强效。在离体条件下苯并噻二唑并没有并没有杀菌活性，但会起到防菌抵抗的作用，且不会对环境产生负面作用（范文静等，2009）。在防治黄瓜，甜瓜，小麦等作物的病害过程中取得了较好的诱导效果（黄雪玲，2004；李玉红等，2006）。1987年，Schurter首次报道了苯丙噻唑硫代乙酸甲酯(Benzo(1,2,3)thiadiazole-7-carbothioicacidS-methylester,)植物在其诱导下产生抗性，与植物抗病防御有关基因的表达及PR蛋白被诱导产生，有激活植物保卫系统的作用，BTH在欧洲首次进行登记。BTH会诱导植物产生抗病性。有研究发现在葡萄叶片喷施BTH，过段时间后叶片产生了抗病性，而未经处理的另一侧叶片上同样产生系统抗病性，而对照组处理并无显著改变，这表明抗病性在植株体内是均匀诱导的，不受叶片在植株上位置的影响（Perazzollietal.,2008）。用黑星病菌侵染黄瓜黄化苗，在黄瓜苗受病菌浸染后用BTH处理，结果发现，0.5~0.7mmolL-1的BTH处理下的黄瓜幼苗上病情指数有了明

山东农业大学硕士学位论文19图3-1叶片喷施BTH(A)、BABA(B)、SA和超敏蛋白（C）对草莓净光合速率的影响Fig.3-1EffectsofsprayingBTH(A)、BABA(B)、SAandHarpintreatmentsonleafnetphotosyntheticratesofstrawberry字母相同者表示差异未达显著水平(P0.05)，字母不同者表示差异达显著水平(P0.05)。Thesamealphabetsinrightsideofthesamelistshownosignificance(P0.05),onthecontrary,havingsignificance(P0.05).3.1.2外源生物刺激素对草莓叶片可溶性糖和淀粉含量的影响淀粉跟可溶性糖的含量高低是评判植株贮藏营养的标准之一，本试验叶片喷施不同浓度BTH、BABA、SA和超敏蛋白12h后，其可溶性糖跟淀粉含量均有不同程度提高(图3-2)。其中，对可溶性糖累积促进作用最明显的是BTH4(图3-2-A)、BC

山东农业大学硕士学位论文21图3-2喷施BTH(A)、BABA(B)、SA和超敏蛋白(C)处理对草莓叶中可溶性糖和淀粉含量的影响Fig.3-2EffectsofspryingBTH(A)、BABA(B)、SAandHarpin(C)treatmentsonthesolublesugarandstarchcontentsinsrawberryleaves3.1.3外源生物刺激素对草莓叶片SnRK1酶活的影响与对照相比，不同浓度BTH、BABA、SA和超敏蛋白喷施草莓功能叶片4h和12h后，其SnRK1活性均有不同程度的提高(图3-3)。不同浓度BTH处理4h后，草莓叶片SnRK1酶活分别提高了14.35%、20.99%、14.83%、24.04%(图3-3-A)，差异显著，且以150mgL-1BTH处理效果最佳。同时，此浓度处理12h后，SnRK1酶活仍比对照高12.19%，其对SnRK1的作用持续性较好。不同浓度BABA处理4h后草莓叶片SnRK1酶活分别提高了15.92%、3.56%、4.38%、5.45%(图3-3-B)，且以0.2mmolL-1BABA处理效果最佳。而处理12h后SnRK1活性升高不明显，差异较校不同浓度SA处理4h后草莓叶片SnRK1酶活分别提高了10.1%、22.48%(图3-3-C),以100μmolL-1SA效果最佳。处理12h后SnRK1活性升高不明显，差异较校1:1000超敏蛋白处理4h后草莓叶片SnRK1酶活提高了26.95%，12h时提高8.27%，对SnRK1酶活的促进作用较为明显。C
【参考文献】

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