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        外源硫化氫對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

        2025-05-30 00:00:00張亞慧牛莉王永新張曉燕張?zhí)?/span>夏方山趙祥朱慧森
        草地學(xué)報(bào) 2025年4期
        關(guān)鍵詞:植物

        摘要:為探討外源硫化氫 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子(Lespedezadaourica)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響,本試驗(yàn)以干旱脅迫下的達(dá)烏里胡枝子種子為研究對(duì)象,硫氫化鈉為 的外源供體,采用PEG-6000模擬干旱脅迫,經(jīng)不同濃度的外源 浸種后,測(cè)定種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)生理指標(biāo)。結(jié)果表明:外源 浸種提高了干旱脅迫下幼苗的抗氧化酶活性,增加了幼苗的相對(duì)含水量,同時(shí)降低了幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率以及丙二醛含量,從而緩減了干旱脅迫對(duì)達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的抑制作用,且以 的外源 的浸種效果最佳。綜上所述,外源 浸種促進(jìn)了達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)并增強(qiáng)了其抗旱性。

        中圖分類號(hào):S812.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0435(2025)04-1192-09

        Abstract:Inorder to studytheefects of exogenous hydrogen sulfide onseed germinationand seedling growth of Lespedeza daurica under drought stress,Lespedeza daourica seeds under drought stress were used as the research object.Sodium hydrosulfide was adopted as the exogenous donorof hydrogen sulfide.PEG-6OoO was used to simulate drought stress in this experiment.After soaking with exogenous hydrogen sulfide of diferent concentrations, seed germination indexes and the physiological and growth indexes ofseedling were measured.The results indicated thatseed soaking with exogenous hydrogen sulfideenhanced the antioxidant enzymeactivity of seedlings under drought stress,increased relative water content,and reduced the relativeconductivity and malondialdehyde content, thereby alleviating the inhibitory efects ofdrought stress on seed germination and seedling growth,among which 50 exogenous hydrogen sulfide was the most effctive. To sum up,seed soaking with exogenous hydrogen sulfide not only boosted seed germination and seedling growth,but also strengthened its drought resistance.

        Key words:Lespedeza davurica;Hydrogen sulfide;Drought stress; Antioxidant enzyme activity出[1]。干旱會(huì)降低植物的細(xì)胞膨壓和蒸騰速率導(dǎo)致細(xì)胞含水量下降從而抑制了植物的生長(zhǎng)2;隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng),植物體內(nèi)活性氧大量積累,導(dǎo)致植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞,膜脂過氧化程度加深,植物正常代謝過程受阻[3;嚴(yán)重干旱時(shí),植物發(fā)黃萎蔫進(jìn)而死亡[4]。干旱造成了植物品質(zhì)的下降以及作物產(chǎn)量的降低,嚴(yán)重限制了我國(guó)農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展[5]。達(dá)烏里胡枝子(Lespedeza dauurica)是豆科(Leguminosae)胡枝子屬(Lespedeza)的多年生草本狀半灌木,具有耐寒、耐旱、耐薄瘠等優(yōu)良品質(zhì),同時(shí)也是改善干旱、半干旱地區(qū)草地退化及草地建植的優(yōu)質(zhì)飼用灌木[6]。然而,達(dá)烏里胡枝子種子較小、養(yǎng)分含量較低不利于其種質(zhì)資源的開發(fā)[,所以通過施加外源調(diào)節(jié)物質(zhì)來提高達(dá)烏里胡枝子種子的抗旱性就具有重要意義8。目前,通過施加外源調(diào)節(jié)物質(zhì)來增強(qiáng)植物的抗旱性主要有兩種途徑,一種是植物非內(nèi)源物質(zhì)的外源補(bǔ)充,另一種是植物內(nèi)源物質(zhì)的外源補(bǔ)充,如植物激素9、植物內(nèi)源氣體信號(hào)傳導(dǎo)分子NO、CO和硫化氫 等[10]。 是繼CO和NO氣體信號(hào)傳導(dǎo)分子后,于動(dòng)植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第3種氣體信號(hào)傳導(dǎo)分子[1]。 在植物體內(nèi)發(fā)揮著巨大作用[12,植物內(nèi)源 參與種子萌發(fā)、氣孔調(diào)節(jié)[13]、光合作用[14]等生理過程并能延緩植物衰老[15]。在抵御干旱脅迫時(shí) 也具有重要作用,植物內(nèi)源 抵御干旱脅迫主要有兩種方式:一是 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉從而減少水分蒸發(fā)[;二是 通過提高抗氧化酶活性和抗氧化物質(zhì)含量等方式來清除多余的活性氧,避免膜脂過氧化程度的加深,減少水分流失1。此外,植物內(nèi)源 還可以通過與其他信號(hào)分子相互作用來調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡[18],提高植物體內(nèi)游離脯氨酸、可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來維持水分平衡,從而緩解干旱脅迫對(duì)植物造成的傷害,增強(qiáng)了植物的抗旱性。有研究表明,適宜濃度的外源 可以促進(jìn)西葫蘆(Cucurbita pepo)[19]、大豆(Glycine max)[20]、水稻(Oryza satioa)[21]等植物種子的萌發(fā)。此外,施加外源 可以有效緩解有毒金屬脅迫[22]、鹽脅迫[23]、弱光脅迫[24]、水澇低氧脅迫[25]、低溫和高溫脅迫[26-27]。

        本研究通過分析外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響,探究了外源 浸種對(duì)干旱脅迫下種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的緩解作用及其對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制,旨在增強(qiáng)達(dá)烏里胡枝子種子的抗旱性,從而為干旱地區(qū)更高效地栽培達(dá)烏里胡枝子提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1. 1 試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)材料采用由提供的‘晉農(nóng)1號(hào)'達(dá)烏里胡枝子種子,千粒重

        1. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)于2023年在實(shí)驗(yàn)室完成,采用紙上發(fā)芽法進(jìn)行試驗(yàn)。首先選取籽粒飽滿、大小相近的達(dá)烏里胡枝子種子,用濃度為10 % 的次氯酸鈉溶液消毒 后用蒸餾水沖洗3次,干燥后備用。將達(dá)烏里胡枝子種子放入不同濃度的NaHS溶液中避光浸種 后取出,并整齊擺放于浸有不同濃度PEG-6O0O濾紙的培養(yǎng)皿中,每個(gè)培養(yǎng)皿中擺放50粒種子。將培養(yǎng)皿置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(溫度 ,光/暗 ,濕度 65 % ,培養(yǎng)時(shí)間為 。試驗(yàn)過程中,每日稱量培養(yǎng)皿重量并添加蒸餾水以確保培養(yǎng)血內(nèi)的PEG-6OO0濃度不變。每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)。

        干旱脅迫處理:試驗(yàn)采用PEG-600O模擬干旱脅迫,設(shè)置5個(gè)PEG-6000溶液濃度,分別為 0 % 5 % ,10 % , 1 5 % 和 20 % (標(biāo)記為PO,P5,P10,P15和P2O)。

        本試驗(yàn)將NaHS作為 的外源供體。

        NaHS溶液濃度設(shè)定:以濃度倍增的方式設(shè)置7個(gè)NaHS溶液濃度,分別為0,25,50,100,200,400和

        1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

        以胚根長(zhǎng)達(dá) 視為發(fā)芽[29],并每日記錄種子萌發(fā)數(shù),在試驗(yàn)第5d計(jì)算發(fā)芽勢(shì),在第10d計(jì)算發(fā)芽率。每個(gè)處理隨機(jī)選取10株幼苗,用游標(biāo)卡尺測(cè)得幼苗芽長(zhǎng)和根長(zhǎng),并用濾紙吸干表面水分置于天平上稱得鮮重 ,再將其置于蒸餾水中浸泡6h后稱得飽和鮮重 ,最后放入烘箱中 殺青 下烘干至恒重,稱得干重( 。

        表1試驗(yàn)處理Table1ExperimentProcess

        式中, N 為供試種子數(shù), 為第 t 天萌發(fā)的種子數(shù), 為對(duì)應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

        培養(yǎng)至第10d進(jìn)行取樣,并測(cè)定以下指標(biāo)。幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率(Relative electrolytic leakage,REL)采用電導(dǎo)儀法測(cè)定[31];丙二醛(Malondialde-hyde,MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[31];過氧化氫酶(Catalase,CAT)活性采用過氧化氫分解量測(cè)定[31];超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,SOD)活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)方法測(cè)定[31];過氧化物酶(Peroxidase,POD)活性采用愈創(chuàng)木酚方法測(cè)定[31];抗壞血酸過氧化物酶(Ascor-bateperoxidase,APX)活性采用抗壞血酸的氧化速率測(cè)定[31]

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        運(yùn)用MicrosoftOfficeExcel2Ol3整理數(shù)據(jù),利用SPSS23.0進(jìn)行單因素方差分析和差異顯著性檢驗(yàn),采用Duncan法進(jìn)行差異顯著性的多重比較( ),并使用Origin2021繪圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā) 的影響

        干旱脅迫對(duì)達(dá)烏里胡枝子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)均產(chǎn)生了顯著影響(圖1)。試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子種子的發(fā)芽率穩(wěn)定在 8 3 . 5 0 % ~ 8 6 . 0 0 % 之間,發(fā)芽勢(shì)穩(wěn)定在

        7 0 . 5 0 % ~ 7 2 . 5 0 % 之間(圖1A,B)。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10), 、T100組的發(fā)芽率較TO組分別提高了 3 5 . 4 8 % 30 . 6 5 % , 組的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)與CK組無顯著差異。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15),T50、T100組的發(fā)芽率較 組分別提高了 4 7 . 3 1 % 和 4 4 . 0 9 % ,T25、T50組的發(fā)芽勢(shì)較 組分別提高了81. 08 % 和 8 3 . 7 8 % 。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20), 組的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)較 組分別顯著提高了2 0 9 . 0 9 % , 7 8 . 5 7 % ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ 。

        試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子種子的發(fā)芽指數(shù)穩(wěn)定在 之間,活力指數(shù)穩(wěn)定在 之間(圖1C,D)。PEG-6000濃度為 5 % 時(shí)(P5), 組的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)較TO組分別提高了 12 . 3 3 % 和 3 9 . 9 0 % 。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10),T50組的發(fā)芽指數(shù)較 組顯著提高了 4 3 . 6 4 % ( P { lt; } 0 . 0 5 ) ,活力指數(shù)較CK組無顯著差異。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15),T50、T10O組的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均高于TO組,其中 組的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)較 組分別提高了3 2 . 7 8 % 和 1 4 7 . 1 2 % 。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20), 組的發(fā)芽指數(shù)較 組提高了 78 . 0 0 % 。

        綜上所述,經(jīng)外源 浸種后可以有效提高干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù),從而促進(jìn)種子的萌發(fā),其中 的外源 浸種效果最佳。

        2.2外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗生長(zhǎng) 的影響

        干旱脅迫對(duì)達(dá)烏里胡枝子幼苗的芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)均產(chǎn)生了顯著影響。試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的芽長(zhǎng)穩(wěn)定在 之間,根長(zhǎng)在 之間,鮮重在 之間(圖2)。PEG-6000濃度為 5 % 時(shí)(P5),T25、

        T50組的芽長(zhǎng)較TO組分別提高了 9 . 3 8 % 和1 3 . 3 8 % , 、T100組的根長(zhǎng)較 組分別顯著提高了 2 4 . 1 6 % 和 $1 4 . 8 9 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ 。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10), 組的芽長(zhǎng)和鮮重較TO組分別提高了 3 3 . 5 6 % 和 1 9 . 2 7 % 。PEG-6000濃度為1 5 % 時(shí)(P15),T25~T800組的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)和鮮重均高于TO組,其中 組的芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)較 組分別提高了 9 6 . 1 6 % 和 89 . 4 1 % 。PEG-6000濃度為20 % 時(shí)(P20), 組的芽長(zhǎng)較CK組提高了1 1 2 . 5 7 % , 、T50組的根長(zhǎng)較TO組分別提高了71. 08 % 和71. 54 % , 組的鮮重較TO組分別提高了21. 6 3 % 34 . 7 5 % 和 2 5 . 3 8 % 。

        圖1外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的影響

        綜上所述,經(jīng)外源 浸種后可以有效提高干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)以及鮮重,從而促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng),其中 的外源 浸種效果最佳。

        2.3外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗細(xì)胞膜透性的影響

        干旱脅迫會(huì)影響達(dá)烏里胡枝子幼苗的細(xì)胞膜透性。試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的相對(duì)含水量穩(wěn)定在 7 8 . 9 1 % ~ 8 7 . 6 8 % 之間(圖3A)。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10), 組的相對(duì)含水量較CK組顯著降低了17.77% ,T50、T100組的相對(duì)含水量較TO組分別提高了 1 5 . 5 9 % 和12 . 2 8 % ,其中 組較CK組無顯著差異。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15), 組的相對(duì)含水量較TO組顯著提高了 $2 5 . 0 7 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ 。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20), 組的相對(duì)含水量較CK組顯著降低了 $3 5 . 1 2 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 ) , \mathrm { T } 5 0$ 組的相對(duì)含水量較TO組提高了 34 . 9 0 % ,與CK組無顯著差異。

        試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的MDA含量穩(wěn)定在 之間(圖3B)。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10), 組的MDA含量顯著高于其余各組 ,其中 組與CK組無顯著差異。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15), 組的

        MDA含量較CK組顯著提高了 $1 4 1 . 0 7 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ 組的MDA含量均低于TO組,其中 組的MDA含量最低。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20),

        TO組的MDA含量顯著高于CK組 ,而 組的MDA含量均低于TO組,其中T50組的MDA含量最低,較TO組降低了 6 0 . 1 0 % 。

        圖2外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗生長(zhǎng)的影響Fig.2Effects of exogenous hydrogen sulfide on the growth of Lespedeza dauurica seedlings underdrought stress

        試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率穩(wěn)定在11. 6 9 % ~ 1 2 . 3 7 % 之間(圖3C)。PEG-6000濃度為 5 % 時(shí)(P5), 組的相對(duì)電導(dǎo)率較CK組顯著提高了 $1 6 . 4 5 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ 。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10), 組的相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于其余各組( ,其中 組較TO組降低 6 6 . 6 1 % 與CK組無顯著差異。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P2O),T50、T100組的相對(duì)電導(dǎo)率較T0組分別降低了 4 6 . 7 7 % 和 3 6 . 2 1 % O

        綜上所述,經(jīng)外源 浸種后可以有效提高達(dá)烏里胡枝子幼苗的相對(duì)含水量并有效降低其MDA含量及相對(duì)電導(dǎo)率,從而緩解細(xì)胞膜遭受的損傷,其中 的外源 浸種效果最佳。

        2.4外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子抗氧化酶活性的影響

        干旱脅迫會(huì)影響達(dá)烏里胡枝子幼苗的抗氧化酶活性。試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的CAT酶活性基本穩(wěn)定在 FW 之間(圖4A)。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15),T25、 組較 組分別提高了 2 7 . 9 5 % 和3 5 . 8 2 % 。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20), 組的CAT酶活性較CK組顯著提高了 4 2 . 2 7 % ( P lt; 0.05),T25~T100組的CAT酶活性較 組分別提高了 4 1 . 8 5 % . 5 3 . 0 8 % 和 4 7 . 2 8 % 。

        試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的SOD酶活性基本穩(wěn)定在 之間(圖4B)。PEG-6000為 5 % 時(shí)(P5), 組的SOD酶活性較CK組顯著提高了 $3 2 . 8 6 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ 。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15)), 、T100組的SOD酶活性較TO組分別提高了 1 6 . 3 2 % 和 1 3 . 1 7 % 。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20), 組的SOD酶活性均高于 組,其中T25、T50組較 組分別提高了 1 1 . 3 5 % 和 1 3 . 3 7 % 。

        試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的POD酶 活性基本穩(wěn)定在 之間

        圖3外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗細(xì)胞膜透性的影響

        Fig.3Efectsofexogenous hydrogen sulfideoncellmembranepermeabilityofLespedeza dauuricasedlingsunderdroughtstres

        (圖4C)。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10), 組的POD酶活性較CK組顯著提高了 2 1 . 0 7 % C P lt; 0.05),T25、T50組的POD酶活性較 組分別提高了 7 . 1 7 % 和 1 7 . 0 6 % 。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15),T25、T50組的POD酶活性較TO組分別提高了 5 5 . 7 4 % 和 7 7 . 9 2 % 。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20), 組的POD酶活性均高于 組,其中 組的POD酶活性較TO組顯著提高了$3 7 . 4 8 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ 。

        試驗(yàn)期間,CK組達(dá)烏里胡枝子幼苗的APX酶活性基本穩(wěn)定在 之間(圖4D)。PEG-6000濃度為 10 % 時(shí)(P10),TO組的APX酶活性較CK組顯著提高了 1 2 . 9 5 % ( P lt; 0.05),T25~T100組的APX酶活性均高于T0組,其中 組較 組提高了 5 . 7 3 % 。PEG-6000濃度為 1 5 % 時(shí)(P15),各處理組中 組的APX酶活性最高,較TO組提高了 1 5 . 0 5 % 。PEG-6000濃度為 20 % 時(shí)(P20),各處理組中 組的APX酶活性最高,較TO組顯著提高了 $3 1 . 8 7 \% ( P { lt; } 0 . 0 5 )$ □

        綜上所述,經(jīng)外源 浸種后可以有效提高干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗的抗氧化酶活性,從而緩解了干旱脅迫對(duì)幼苗造成的傷害,其中

        外源 浸種效果最佳。

        3 討論

        3.1干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)對(duì)外源 的響應(yīng)

        種子是植物重要的繁殖器官,是植物生命周期的起點(diǎn)。遭受干旱脅迫時(shí),種子會(huì)因水分不足導(dǎo)致其內(nèi)部正常的生理代謝過程受阻,進(jìn)而抑制種子萌發(fā)。種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等指標(biāo)可以直觀地反映出干旱脅迫對(duì)種子萌發(fā)的抑制程度,而外源 浸種可以有效緩解干旱脅迫對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用[32]。本試驗(yàn)結(jié)果表明:在低干旱脅迫濃度下,種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)所受影響較??;在高干旱脅迫濃度下,種子無法從環(huán)境中吸收充足的水分,其發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)等指標(biāo)均顯著降低,最終導(dǎo)致萌發(fā)失敗。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),采用 的外源 浸種可以有效緩解干旱脅迫對(duì)達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的抑制作用,進(jìn)而提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。牟雪姣等33的研究結(jié)果也表明通過外源 浸種可以有效提高干旱脅迫下黃瓜(Cucumisstatiuus)種子的發(fā)芽率等指標(biāo)。

        圖4外源 對(duì)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子抗氧化酶活性的影響ig.4EffectsofexogenoushydrogensulfideontheantioxidantenzymeactivityofLespedezaduricasedlingsunderdroughtstr

        3.2干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗生長(zhǎng)對(duì)外源 的響應(yīng)

        胚芽和胚根的生長(zhǎng)是種子由萌發(fā)期向苗期過渡的重要階段,直接關(guān)系到幼苗后期的生長(zhǎng)發(fā)育及其對(duì)環(huán)境的耐受性[34]。在低干旱脅迫濃度下,達(dá)烏里胡枝子種子自身的抗干旱系統(tǒng)積極響應(yīng),主要的代謝物質(zhì)快速生成,提高了代謝速率,從而增強(qiáng)了幼苗的抗旱性,促進(jìn)了幼苗芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)的生長(zhǎng)。在高十旱脅迫濃度下,因缺乏水分,種子無法合成萌發(fā)所需的主要代謝物質(zhì),最終導(dǎo)致萌發(fā)失敗。即使萌發(fā)成功,幼苗的各項(xiàng)代謝活動(dòng)也會(huì)因缺水而受阻,同時(shí)幼苗的MDA含量增加,多余的活性氧大量堆積,這導(dǎo)致了細(xì)胞膜被破壞,滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)外泄,從而抑制了幼苗芽和根的生長(zhǎng)。然而,通過外源 浸種后能顯著提高達(dá)烏里胡枝子幼苗的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)和鮮重,同時(shí)發(fā)現(xiàn)此浸種處理具有濃度效應(yīng),其中以 的外源 浸種效果最佳。并且,當(dāng)干旱脅迫濃度為 10 % 時(shí), 組與CK組無顯著差異,這表明經(jīng) 的外源 浸種后,幼苗能快速響應(yīng)干旱脅迫,提高各項(xiàng)代謝活動(dòng),緩解了干旱脅迫對(duì)幼苗造成的損傷,從而達(dá)到與正常生長(zhǎng)的幼苗無顯著差異的效果。梁俊陽等32對(duì)煙草(Nicotianatabacum)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的研究結(jié)果也表明通過外源 浸種可以促進(jìn)幼苗主根的生長(zhǎng)。

        3.3干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗細(xì)胞膜透性對(duì) 外源 的響應(yīng)

        植物細(xì)胞膜是感知非生物脅迫的最初靶點(diǎn),因此,在干旱脅迫下維持植物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性是植物抗旱的主要機(jī)制[35],通過分析植物的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量等指標(biāo)可以反映出植物細(xì)胞膜的受損程度[36]。在干旱脅迫環(huán)境中,植物體內(nèi)MDA含量逐漸增加,活性氧大量堆積,這導(dǎo)致植物膜系統(tǒng)遭到破壞,細(xì)胞膜透性增大,電解質(zhì)外滲,相對(duì)電導(dǎo)率升高,相對(duì)含水量降低[37]。試驗(yàn)期間,低干旱脅迫濃度對(duì)達(dá)烏里胡枝子幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量以及相對(duì)含水量影響較??;高干旱脅迫濃度會(huì)導(dǎo)致幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量增加,相對(duì)含水量降低。本研究中,干旱脅迫下的達(dá)烏里胡枝子幼苗膜脂過氧化程度加深,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及功能受損;與TO組相比,經(jīng) 外源 浸種后幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量降低,而相對(duì)含水量升高。當(dāng)干旱脅迫濃度為 10 % 時(shí), 組與CK組無顯著差異,這表明經(jīng) 的外源 浸種后,幼苗能快速響應(yīng)干旱脅迫,降低膜脂過氧化程度,從而保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及功能不受損傷。因此,施加外源 可以通過降低MDA含量來緩解細(xì)胞膜遭受的損傷從而減少電解質(zhì)外滲,降低相對(duì)電導(dǎo)率,緩解干旱脅迫對(duì)其造成的傷害。單長(zhǎng)卷等[38-39]的研究結(jié)果也表明通過施加外源 可以顯著降低干旱脅迫下玉米(Zeamays)幼苗的細(xì)胞質(zhì)膜透性和MDA含量以及幼苗根系的相對(duì)含水量。

        3.4干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子幼苗抗氧化特性對(duì)外源 的響應(yīng)

        遭受干旱脅迫時(shí),植物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧及其衍生物,這些物質(zhì)會(huì)使細(xì)胞膜系統(tǒng)遭到破壞,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致植物死亡[40]。植物在長(zhǎng)期的自然選擇過程中形成了一套通過抗氧化酶和抗氧化物質(zhì)來清除活性氧的保護(hù)機(jī)制[41]??寡趸傅幕钚宰兓梢苑从吵鲈撝参锟寡趸瘬p傷的程度,是研究植物非生物脅迫的關(guān)鍵指標(biāo)[42]。在抗氧化酶系統(tǒng)中,SOD能將 ·轉(zhuǎn)化為 ,經(jīng)CAT催化后轉(zhuǎn)化為 可以分解過氧化物;APX是抗壞血酸AsA代謝的主要酶類,AsA被稱為天然的非酶類抗氧化劑,可以有效清除活性氧;多種抗氧化酶協(xié)同清除活性氧可以確保植物細(xì)胞進(jìn)行正常的生理活動(dòng)[43]。試驗(yàn)期間,低干旱脅迫濃度對(duì)達(dá)烏里胡枝子幼苗的抗氧化酶活性影響較?。桓吒珊得{迫濃度會(huì)導(dǎo)致幼苗的抗氧化系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)烈響應(yīng),酶的活性升高,當(dāng)干旱脅迫濃度達(dá)到一定程度時(shí),幼苗會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p傷,其抗氧化系統(tǒng)將遭受嚴(yán)重破壞,同時(shí)酶的活性也會(huì)降低。活性氧主要產(chǎn)生于植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中,而外源 通過影響植物抗氧化酶系統(tǒng)中細(xì)胞膜的極性轉(zhuǎn)運(yùn),使其迅速抵達(dá)線粒體和葉綠體基質(zhì)的方式來增強(qiáng)抗氧化酶的活性[44],這使得達(dá)烏里胡枝子種子中過量的活性氧被清除,緩減了其細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及功能遭到的損傷。本試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)外源 浸種后幼苗的抗氧化酶活性顯著提升,其中以濃度為 的外源 的浸種效果最佳。季永生等45對(duì)干旱脅迫下玉米幼苗的研究也表明,通過施加外源 可以提高玉米幼苗的抗氧化水平,降低其膜脂過氧化程度,以提高玉米幼苗適應(yīng)干旱環(huán)境的能力。

        4結(jié)論

        本試驗(yàn)探討了外源 浸種對(duì)干旱脅迫下‘晉農(nóng)1號(hào)‘達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)以及幼苗生長(zhǎng)的影響,發(fā)現(xiàn) 的外源 浸種顯著緩解了干旱脅迫對(duì)達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的抑制作用,提高了種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、幼苗的相對(duì)含水量以及抗氧化酶活性,同時(shí)抑制了幼苗MDA的合成,緩解了膜脂過氧化程度,進(jìn)而提高了幼苗的芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)。因此,外源 浸種有效緩解了干旱脅迫對(duì)達(dá)烏里胡枝子種子造成的損傷,增強(qiáng)了種子的抗旱性,也提高了種子的生產(chǎn)性能。

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        (責(zé)任編輯 彭露茜)

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