摘要:為了探究外源抗壞血酸(AsA)對鋁脅迫下番茄生長的緩解效應(yīng),以吉美008F1番茄種子為研究對象,用 200 μmol/L AlCl3進行脅迫試驗,用不同濃度的外源AsA溶液進行緩解試驗。試驗設(shè)計包括發(fā)芽試驗、水培試驗,每個試驗設(shè)6個處理[發(fā)芽試驗的6個處理分別為蒸餾水(CK)、200 μmol/L AlCl3溶液(S1處理)、200 μmol/L AlCl3+0.25 mmol/L AsA溶液(S2處理)、200 μmol/L AlCl3+0.50 mmol/L AsA溶液(S3處理)、200 μmol/L AlCl3+1.000 mmol/L AsA溶液(S4處理)、200 μmol/L AlCl3+1.50 mmol/L AsA溶液(S5處理);水培試驗的6個處理分別為1/2倍霍格蘭營養(yǎng)液(CK)、蒸餾水(T1處理)、1 mmol/L AsA溶液(T2處理)、2 mmol/L AsA溶液(T3處理)、4 mmol/L AsA溶液(T4處理)、6 mmol/L AsA溶液(T5處理)],研究不同處理對鋁脅迫后番茄種子萌發(fā)、光合特性、生理指標(biāo)及生長特性的影響。結(jié)果表明,與CK相比,S1處理的種子發(fā)芽率降低了37.67百分點,胚根伸長量僅為CK的68.27%;S3、S4處理的種子發(fā)芽率相對于S1處理分別增加了22.67、16.67百分點,并且它們的胚根伸長量也有所增加。鋁脅迫對番茄的生長特性產(chǎn)生了顯著影響,與CK相比,鋁脅迫后番茄的株高、鮮重、干重、葉綠素a含量和葉綠素b含量均顯著降低,分別為CK的75.20%、49.52%、59.00%、52.99%和77.63%。與T1處理相比,T3、T4處理的相對電導(dǎo)率分別降低了7.52%、5.45%,T3、T4、T5處理的丙二醛(MDA)含量分別顯著降低了18.59%、24.21%、16.41%。此外,與T1處理相比,T3、T4處理的超氧化物歧化酶(SOD)活性分別顯著升高了20.51%、14.09%,T3處理的過氧化物酶(POD)活性顯著升高了16.33%。綜上所述,不同處理對番茄的鋁脅迫有一定的緩解作用,外源施用AsA能在一定程度上緩解鋁脅迫對番茄種子發(fā)芽的抑制,但對番茄胚根伸長的影響較小。噴施AsA能有效緩解鋁脅迫對番茄幼苗生長的抑制,提高葉綠素含量,降低相對電導(dǎo)率和丙二醛(MDA)含量,并增強抗氧化酶活性。其中,鋁脅迫對番茄種子發(fā)芽的抑制作用中緩解效果最好的是0.50~1.00 mmol/L濃度的外源AsA處理,而2~4 mmol/L濃度的外源AsA處理可較好地緩解鋁脅迫對番茄幼苗生長的抑制作用。
關(guān)鍵詞:番茄;外源抗壞血酸;鋁脅迫;電導(dǎo)率,抗氧化酶活性
中圖分類號:S641.201" 文獻標(biāo)志碼:A
文章編號:1002-1302(2024)19-0198-07
收稿日期:2023-10-19
基金項目:廣西自然科學(xué)基金(編號:2020JJB130015、2020JJD130016);大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(編號:S20211060642、S202210606126)。
作者簡介:李姍姍(1990—),女,廣西玉林人,碩士,實驗師,主要從事植物抗逆生理機制方面的研究。E-mail:lishanshan33@ylu.edu.cn。
通信作者:喬清華,博士,副教授,主要從事植物抗逆生理機制方面的研究。E-mail:15066499860@163.com。
番茄(Solanum lycopersicum L.)隸屬于茄科茄屬,為一年生雙子葉草本植物,在世界主要蔬菜中產(chǎn)量排名第4,是一種重要的蔬菜作物,不僅具有非常高的食用價值與營養(yǎng)價值[1],還具有止血、降血壓及護膚等功效,因此其經(jīng)濟價值和市場潛力較大[2]。目前,國內(nèi)外對番茄耐鎘[3]、耐鹽等生理機制和品種篩選[4]的研究較多,但是關(guān)于番茄響應(yīng)鋁脅迫的報道還比較少。
鋁是地殼中含量最多的金屬元素,在巖石圈、土壤礦物中大量存在[5]。正常情況下,土壤中的鋁元素大多以氧化鋁或者難溶性硅酸鹽的形式存在,一般不會對植物造成毒害。當(dāng)土壤pH值低于5.5時,土壤中難溶性的鋁可溶解并釋放出Al3+,其中微摩爾級的Al3+可對植物造成毒害,嚴(yán)重抑制植物根系的生長及對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,從而導(dǎo)致植物生產(chǎn)力下降、品質(zhì)降低[6]。世界上超過40%的耕地是酸性的[7],在我國南方地區(qū)的酸性土壤中,由于土壤性質(zhì)及含鋁量高等原因,導(dǎo)致大量活性鋁離子釋放,對植物直接產(chǎn)生毒害作用,并抑制植物的生長發(fā)育,影響作物品質(zhì)及產(chǎn)量[8]。對西瓜[Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. amp; Nakai][9]、油菜(Brassica napus L.)[10]、水稻(Oryza sativa L.)[11]、香蕉(Musa nana Lour.)[12]等作物的大量研究發(fā)現(xiàn),鋁脅迫抑制了磷、鉀、鈣、鎂等營養(yǎng)元素的吸收和植物生物量的積累,極大地影響了作物產(chǎn)量的提高。有研究表明,鋁脅迫會降低番茄根表面積、根長及生物量的積累[13]。在鋁脅迫下,植物體內(nèi)活性氧大量積累,對植物細(xì)胞造成氧化損傷,導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)破壞,同時植物體內(nèi)的抗氧化物質(zhì)受到誘導(dǎo)而大量增加,參與鋁脅迫應(yīng)答調(diào)控,通過清除過多的ROS以維持細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡,修復(fù)細(xì)胞損傷,恢復(fù)細(xì)胞正常的生理功能。
抗壞血酸(AsA)是植物體內(nèi)重要的非酶抗氧化物質(zhì),可維持植物在逆境下的氧化還原平衡及物質(zhì)代謝,通過對外界刺激的識別、信號傳遞、基因表達和代謝調(diào)節(jié)等過程激發(fā)植物的防御機制,增強植物抗逆性。已有研究表明,外源AsA可緩解非生物脅迫對水稻[14-15]。小麥(Triticum aestivum L.)[16-18]、大麥(Hordeum vulgare L.)[19]、甜瓜(Cucumis melo L.)[20]、菊苣(Cichorium intybus)[21]、馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)[22]、番茄[23]等作物的脅迫作用。此外,施加外源AsA可以延長采后香蕉[24]、菠蘿[Ananas comosus (Linn.) Merr.][25]、獼猴桃(Actinidia chinensis Planch.)[26]、柿子(Diospyros Kaki L.f)[27]、龍眼(Dimocarpus longan Lour.)[28]、圣女果(Lycopersivon esculentum Mill.)[29]等水果的儲藏期,起到一定的保鮮作用。然而,目前關(guān)于外源AsA對番茄萌發(fā)、幼苗期鋁脅迫的緩解作用尚不清楚。
本研究以番茄種子為試驗材料,探討鋁脅迫下不同濃度外源AsA對番茄發(fā)芽率、胚根伸長量、根長、葉綠素含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性等指標(biāo)的影響,研究外源AsA在番茄抵御逆境脅迫過程中的作用及生理生化影響機制,以期為外源AsA在緩解番茄鋁毒方面的應(yīng)用提供科學(xué)支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試番茄(Solamum lycopersicum L.)品種為吉美008F1,購自山東壽禾種業(yè)有限公司。
1.2 種子試驗方法
試驗于2022年4月在廣西農(nóng)產(chǎn)資源化學(xué)與生物技術(shù)省級重點實驗室進行。發(fā)芽率的測定[30]:選取籽粒飽滿、大小均勻的番茄種子,用10%過氧化氫溶液消毒2 min后加入75%乙醇消毒40 s,用蒸餾水沖洗5次后播種于有2層濾紙的培養(yǎng)皿中。共設(shè)置如下6個處理:蒸餾水(CK),200 μmol/L AlCl3溶液(S1處理),200 μmol/L AlCl3+0.25 mmol/L AsA溶液(S2處理),200 μmol/L AlCl3+0.50 mmol/L AsA溶液(S3處理),200 μmol/L AlCl3+1.00 mmol/L AsA溶液(S4處理),200 μmol/L AlCl3+1.50 mmol/L AsA溶液(S5處理),每組設(shè)3個重復(fù),于28" ℃催芽,每天更換1次處理液,5 d后統(tǒng)計發(fā)芽率。發(fā)芽率=(萌發(fā)種子數(shù)÷供試種子數(shù))×100% 。
胚根伸長量的測定。將種子消毒后置于含有2層濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中催芽,待胚根長度約為 1.5 cm 時,選取根長一致的種子測量根長(l1),將種子分別放入上述CK和S1、S2、S3、S4、S5處理處理液中,于28 ℃培養(yǎng)48 h后測量根長(l2),計算胚根伸長量,相關(guān)公式如下:
胚根伸長量=l2-l1。
臺盼藍染色檢測胚根細(xì)胞膜的完整性。選取不同處理組的胚根,加入0.4%臺盼藍染色液,沸水浴5 min,室溫下染色 2 h,用90%乙醇清洗3~5次后置于95%乙醇中沸水浴脫色5~10 min,取出并用30%甘油壓片,拍照觀察。
1.3 番茄幼苗試驗
番茄幼苗試驗于2022年4—6月在廣西農(nóng)產(chǎn)資源化學(xué)與生物技術(shù)省級重點實驗室進行。番茄幼苗的水培及處理:將番茄種子消毒后播種于1/2 MS培養(yǎng)基中,培養(yǎng)2周后選取生長一致的番茄幼苗進行水培,對照組的水培液為1/2倍霍格蘭營養(yǎng)液(CK),處理組的水培液為用1/2倍霍格蘭營養(yǎng)液配制的200 μmol/L AlCl3溶液。處理組隨機分為5組,分別噴施蒸餾水(T1處理)、1 mmol/L AsA溶液(T2處理)、2 mmol/L AsA溶液(T3處理)、4 mmol/L AsA溶液(T4處理)、6 mmol/L AsA溶液(T5處理),每組共設(shè)3個重復(fù),每天噴施1次,2 d換1次培養(yǎng)液,培養(yǎng)2周后觀察番茄葉片的生長情況,測定株高、鮮重、主根長度、質(zhì)膜透性、葉綠素含量、MDA含量、抗氧化酶活性等。
植物生理生化指標(biāo)的測定。按照番茄水培方法培養(yǎng)2周后測定不同處理番茄幼苗的株高(莖基部到生長點的長度)、鮮重(切斷根莖結(jié)合處后稱得的地上部分鮮重)、干重(105 ℃殺青15 min,75 ℃烘干后的恒重)、根長(主根長度);取培養(yǎng)3周的幼苗,剪取倒數(shù)第2張葉片,用95%乙醇抽提葉綠素,用分光光度法測定葉綠素含量;相對電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀進行測定;用南京建成生物工程研究所試劑盒(貨號:A003-3)測定葉片MDA含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性(試劑盒貨號:A001-1-1)、過氧化物酶(POD)活性(試劑盒貨號:A084-3-1),具體操作參照試劑盒說明書。
1.4 數(shù)據(jù)處理
用Excel 2019處理數(shù)據(jù)并作圖,用SPSS 21.0基于Duncan’s法分析數(shù)據(jù)的差異顯著性,P<0.05表示差異顯著。
2 結(jié)果與分析
2.1 外源AsA對鋁脅迫下番茄種子萌發(fā)、胚根生長的影響
由圖1-a可以看出,鋁處理對番茄種子萌發(fā)率有顯著的抑制作用,與對照相比,S1處理的種子萌發(fā)率降低了37.67百分點,而施加外源抗壞血酸后,S3、S4處理的種子萌發(fā)率相對于S1處理顯著增加,分別增加了22.67、16.67百分點。S2、S5處理的種子萌發(fā)率與S1處理相比有所增加,但是增加幅度均不顯著。說明外源施用AsA有利于緩解鋁脅迫對番茄種子萌發(fā)的影響,但是隨著外源AsA施用濃度的升高,緩解效果先升高后降低,施用較高濃度的外源AsA可能抑制番茄種子的萌發(fā)。
由圖1-b可以看出,與對照相比,S1處理番茄胚根伸長量受到顯著抑制,僅為對照的68.27%。施加外源AsA后,S2、S5處理的胚根伸長量相對于S1處理分別顯著降低了21.13%、60.56%,S3、S4處理的胚根伸長量與S1處理相比有所增加,但是差異均不顯著。說明施用一定濃度的外源AsA有利于緩解鋁脅迫對番茄胚根伸長量的影響,但是當(dāng)外源AsA濃度太低或者太高時,緩解效果較低,高濃度的外源AsA可能會抑制番茄胚根伸長。
臺盼藍是細(xì)胞活性染料,常被用于檢測細(xì)胞膜的完整性,還常被用于檢測細(xì)胞是否存活?;罴?xì)胞不會被染成藍色,而死細(xì)胞會被染成淡藍色。如圖2所示,對番茄胚根進行臺盼藍染色后,S1、S2處理染色最深且染色面積較大,幾乎全部染色;S3、S4、S5處理的染色面積較小,其中S3處理的染色面積最小且染色最淺。上述結(jié)果說明,外源施用AsA后有助于減緩鋁脅迫對細(xì)胞膜的傷害,降低細(xì)胞膜通透性,保持細(xì)胞膜的完整性,以S3處理的緩解效果最好。
2.2 外源AsA對鋁脅迫下番茄幼苗生長的影響
由圖3可以看出,與對照相比,受到鋁脅迫的番茄幼苗株高明顯降低,且葉片發(fā)黃、萎蔫,子葉及第1張真葉枯萎。噴施外源抗壞血酸對葉片黃化及萎蔫有明顯的緩解作用,且隨著噴施濃度的增加,緩解作用加強,T4、T5處理組葉片無明顯的黃化或萎蔫現(xiàn)象,但長勢與對照相比仍較弱(圖3),說明外源AsA只能緩解鋁脅迫對番茄幼苗的傷害,但不能徹底消除。
由圖4可以看出,對番茄幼苗進行鋁脅迫處理后,T1~T5處理組番茄的根長均顯著低于對照,并且隨著AsA濃度的升高,番茄根長表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,其中T3處理的根長最大。說明施用一定濃度的外源AsA有助于根的伸長,但是當(dāng)AsA濃度過高時,也會對根的伸長起到抑制作用。
由表1可知,與對照相比,鋁脅迫后T1處理組的番茄株高、鮮重、干重均顯著降低,分別為對照的75.20%、49.52%、59.00%。隨著AsA濃度的升高,番茄株高、干重、鮮重均表現(xiàn)出先逐漸升高后下降的趨勢,在T3或T4處理處達到最大值,分別為T1處理的1.27、1.49、1.77倍。上述結(jié)果說明,鋁脅迫抑制了番茄幼苗的生長,外源施用AsA能有效緩解鋁脅迫對番茄幼苗的生長抑制,但是當(dāng)施用的AsA濃度過高時,緩解效果就會減弱。
2.3 外源AsA對鋁脅迫下番茄幼苗葉綠素含量的影響
由圖5可以看出,對番茄幼苗進行鋁脅迫處理后,番茄幼苗中的葉綠素a、葉綠素b含量均顯著降低,T1處理分別為對照的52.99%、77.63%。隨著外源AsA噴施濃度的增加,葉綠素a含量表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢,在T4處理下達到最大值,且與對照間無顯著差異。另一方面,隨著外源AsA噴施濃度的增加,葉綠素b含量也表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢,在T3處理下達到最大值,為對照的1.33倍,隨后逐漸下降。外源AsA噴施濃度的增加,葉綠素a含量/葉綠素b含量逐漸增大,當(dāng)外源AsA噴施濃度為T4處理的濃度時,葉綠素a含量/葉綠素b含量達到最大值,為2.11。上述結(jié)果說明,外源施用AsA能使番茄幼苗的光合作用增強。
2.4 外源AsA對鋁脅迫下番茄幼苗電導(dǎo)率、MDA含量的影響
相對電導(dǎo)率與細(xì)胞膜的完整性遭到破壞的程度有關(guān)。MDA是膜脂過氧化的終產(chǎn)物,其含量常被認(rèn)為是植物膜脂過氧化程度的指標(biāo)。由圖6可知,與對照相比 T1、T2、T3、T4、T5處理番茄幼苗的相對電導(dǎo)率和MDA含量均顯著增加,說明鋁脅迫破壞了番茄幼苗細(xì)胞膜的完整性。外源噴施抗壞血酸后,與T1處理相比,T3、T4處理的相對電導(dǎo)率分別降低了7.52%、5.45%,而T2、T5處理與T1處理均無顯著差異。與T1處理相比,T3、T4、T5處理的MDA含量分別顯著降低了18.59%、24.21%、16.41%。上述結(jié)果說明,外源施用AsA能夠緩解鋁脅迫對番茄幼苗細(xì)胞膜的傷害,T3、T4處理的緩解效果最好。
2.5 外源施用AsA對鋁脅迫下番茄幼苗抗氧化酶活性的影響
SOD是一種源于生命體的活性物質(zhì),能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)[31];而POD是一類氧化還原酶,主要作用是將過氧化氫水解,兩者都對細(xì)胞起保護作用。由圖7可知,與對照相比,T1處理番茄幼苗的SOD、POD活性均顯著升高,分別約為對照的1.72、2.09倍。外源噴施AsA后,T3、T4處理的SOD活性與T1處理相比分別顯著升高20.51%、14.09%。而T2、T5處理的SOD活性相對于T1處理無顯著差異。外源噴施AsA后,T3處理的POD活性與T1處理相比顯著升高16.33%,而T2、T4、T5處理的POD活性與T1處理相比無顯著差異。
3 討論與結(jié)論
種子萌發(fā)是高等植物生長發(fā)育的起點,也是植物生命過程的關(guān)鍵階段。在種子萌發(fā)過程中,抗壞血酸(AsA)作為一種普遍存在于動植物組織中的抗氧化劑,具有傳遞電子和質(zhì)子的能力,是許多物質(zhì)代謝和氧化還原反應(yīng)的重要參與者。大量研究表明,抗壞血酸水平對種子萌發(fā)過程具有重要影響。以水稻為例,張啟雷等研究發(fā)現(xiàn),在一定范圍內(nèi)提高抗壞血酸含量有利于增強種子活力,提升種子萌發(fā)率[32]。李藝寒等的研究表明,適量外源抗壞血酸可以提高棉花種子在低溫下的發(fā)芽率,增加發(fā)芽勢,縮短種子的平均發(fā)芽時間[33]。歐成明等的研究表明,4 mmol/L 抗壞血酸丸衣對NaCl脅迫下紫花苜蓿種子的萌發(fā)具有緩解效應(yīng)[34]。本試驗分析了外源抗壞血酸對鋁脅迫下番茄種子萌發(fā)的緩解作用,發(fā)現(xiàn)外源施加抗壞血酸的濃度為0.50~1.00 mmol/L 時對鋁脅迫引起的番茄發(fā)芽率降低有緩解作用,AsA濃度過高會抑制番茄種子萌發(fā)。但是外源添加AsA不能緩解鋁脅迫對胚根伸長的抑制作用。臺盼藍染色結(jié)果表明,外源添加AsA能夠緩解鋁脅迫對番茄胚根的傷害。這可能是由于外源AsA本身作為信號物質(zhì)調(diào)控胚根中IAA、GA3和ABA含量[35],也可能是通過提高環(huán)境酸度影響番茄胚根伸長,從而對番茄胚根的伸長起到抑制作用。
在鋁脅迫下植物根系生長發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收受到抑制,導(dǎo)致幼苗的生長量低于正常情況。抗壞血酸作為一種促進植物生長和增產(chǎn)的物質(zhì),被廣泛研究。鋁脅迫對植物的根系生長發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)吸收造成抑制,在環(huán)境脅迫下植物需要消耗更多有機質(zhì)以應(yīng)對滲透脅迫和毒害。這導(dǎo)致了受脅迫的番茄幼苗生長量低于未受脅迫的植株。有研究表明,AsA具有促進植物生長發(fā)育和增產(chǎn)的作用[36]。Gao等用AsA合成前體處理鹽脅迫下的大白菜,發(fā)現(xiàn)其誘導(dǎo)AsA合成,且植物體內(nèi)抗壞血酸含量與光合色素含量及生物量積累呈正相關(guān)[37]。王龍等的研究結(jié)果表明,施加外源抗壞血酸能緩解Cu脅迫對菊苣幼苗的傷害,提高根系、莖葉及總干物質(zhì)量,減少光合色素降解,提高光合作用參數(shù)[21]。本研究進一步探究了外源抗壞血酸對鋁脅迫下番茄幼苗的緩解作用。結(jié)果顯示,鋁處理后番茄幼苗的葉綠素含量降低,并且株高、鮮重、干重等均受到抑制。噴施外源AsA能夠有效緩解這種抑制作用,當(dāng)濃度為2~4 mmol/L時對鋁脅迫引起的葉綠素含量、株高、鮮重、干重等降低的緩解效果最好。這可能是由于外源 AsA 抑制了有關(guān)葉綠素降解酶的活性[38]或者促進了與葉綠素生物合成相關(guān)酶的合成[39-40],從而提高了莖葉的葉綠素含量,最終增加了生物量。此外,鋁脅迫抑制了番茄幼苗根的伸長,而噴施外源AsA對這種抑制沒有明顯的緩解作用。推測可能是因為鋁脅迫直接作用于番茄幼苗根部,且能起到持續(xù)的抑制作用,而葉面噴施外源AsA很難到達根部,對其緩解作用有限。
抗壞血酸是植物體內(nèi)重要的非酶類抗氧化劑,不僅能夠作為信號物質(zhì),調(diào)控植物的防御反應(yīng),還可以清理植物體內(nèi)的活性氧,緩解環(huán)境脅迫對植物的毒害作用[41]。外源抗壞血酸能夠通過調(diào)控水稻抗氧化酶活性,提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化物質(zhì)含量,從而降低活性氧的積累,緩解鋁脅迫下水稻質(zhì)膜氧化程度,增強水稻的抗鋁性能[14]。本研究結(jié)果表明,外源抗壞血酸能夠有效緩解鋁脅迫引起的相對電導(dǎo)率和MDA含量升高,隨著外源噴施AsA濃度的升高,番茄幼苗的相對電導(dǎo)率和MDA含量呈先下降后上升的趨勢,當(dāng)外源噴施AsA濃度為T3處理(2 mmol/L)和T4處理(4 mmol/L)時相對電導(dǎo)率和MDA含量最低,說明此時對鋁脅迫引起的傷害有較好的緩解作用??寡趸甘欠从持参锸苊{迫程度的重要指標(biāo)。鋁脅迫后番茄幼苗中SOD、POD活性均增加,而噴施低濃度的外源AsA對二者沒有顯著影響,當(dāng)外源AsA濃度為T3處理(2 mmol/L)和T4處理(4 mmol/L)時可有效提高鋁脅迫番茄的SOD活性,2 mmol/L時可有效提高鋁脅迫番茄的POD活性。但是隨著抗壞血酸處理濃度的升高,抗氧化酶活性又逐漸降低,可能是高濃度的抗壞血酸對番茄葉片造成脅迫,使脅迫響應(yīng)能力降低。
綜上所述,抗壞血酸在種子萌發(fā)和幼苗生長過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。外源抗壞血酸可以緩解鋁脅迫對番茄種子發(fā)芽的抑制,但對胚根伸長的影響有限。進一步研究可以深入探究抗壞血酸調(diào)控種子萌發(fā)和胚根生長的分子機制,優(yōu)化外源抗壞血酸的濃度和施用方式,以提高作物的種子質(zhì)量和耐逆性。此外,外源抗壞血酸對鋁脅迫下的番茄幼苗也具有顯著的緩解作用。它能提高葉綠素含量、株高、鮮重和干重等生長指標(biāo),減輕細(xì)胞膜的氧化程度,降低活性氧的積累,并增加抗氧化酶的活性。然而,抗壞血酸處理的濃度需要適度,過高的濃度可能會對植物造成脅迫。因此,研究人員需要仔細(xì)控制抗壞血酸的濃度,以充分發(fā)揮其緩解脅迫的作用??偟膩碚f,這些發(fā)現(xiàn)為進一步研究植物脅迫響應(yīng)機制和改善植物的抗脅迫能力提供了重要的參考。通過深入研究抗壞血酸的作用機制和優(yōu)化其應(yīng)用方式,我們可以更好地應(yīng)對環(huán)境脅迫,提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
本研究以吉美008F1番茄種子為試驗材料,探究鋁脅迫條件下不同濃度的外源AsA對番茄種子發(fā)芽率和胚根伸長的影響,以及外源噴施不同濃度的AsA對番茄生長發(fā)育、生物量積累、受脅迫程度和脅迫響應(yīng)酶活性的影響,結(jié)果表明,0.50~1.00 mmol/L 的外源AsA能夠有效緩解鋁脅迫對番茄種子萌發(fā)的抑制但是對胚根伸長的緩解作用不大。噴施外源AsA能有效緩解鋁脅迫對幼苗生長的抑制作用,增加葉綠素含量,降低相對電導(dǎo)率和MDA含量,增強抗氧化酶活性,當(dāng)外源AsA溶液濃度為2~4 mmol/L時緩解效果最好。研究結(jié)果為今后在生產(chǎn)中應(yīng)用外源AsA噴施以緩解鋁脅迫對番茄的毒性提供了一定的理論基礎(chǔ)。
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