外源褪黑素对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化能力以及光合作用效率的影响

紫花苜蓿为多年生豆科优良牧草,土壤盐碱化是其产量的重要限制因素。该研究以‘中苜1号’紫花苜蓿为材料,在盐胁迫浓度和褪黑素浓度筛选试验基础上,设置盐(150 mmol/L NaCl)和褪黑素(30、50、80μmol/L)单独及复合处理,采用水培根灌褪黑素的方法,探究外源褪黑素对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗生长特性、膜透性、渗透调节、抗氧化物酶以及光合作用指标的影响。结果表明:(1)紫花苜蓿幼苗生长受到盐胁迫的显著抑制,而在单独褪黑素处理下无显著变化;各浓度褪黑素处理均可有效缓解盐胁迫对紫花苜蓿生长造成的伤害,并以150 mmol/L NaCl+80μmol/L褪黑素处理(NaCl+MT2)效果最佳,其幼苗根长、根鲜重和根干重分别比盐胁迫处理显著增加了34.52%、41.93%和19.61%。(2)盐胁迫显著增加了紫花苜蓿幼苗细胞膜系统的透性和膜脂过氧化程度,NaCl+MT2处理幼苗叶片的相对电导率和MDA含量分别比盐胁迫处理显著降低了27.18%和30.24%,同时使幼苗叶片的相对含水量显著提高,脯氨酸含量却显著降低,表明外源褪黑素有效缓解了盐胁迫下细胞失水危害和细胞膜损伤的程度。(3)NaCl+MT2处理幼苗叶片的POD和SOD活性分别比盐胁迫处理显著提高31.45%和41.41%,其CAT活性却无显著变化,表明外源褪黑素可显著增强紫花苜蓿幼苗叶片POD、SOD活性,提高其活性氧的清除能力,减轻盐胁迫诱导的过氧化伤害。(4)盐胁迫显著抑制了紫花苜蓿幼苗光合作用效率,而NaCl+MT2处理幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较盐胁迫处理分别显著增加了30.27%、45.1%、42.15%。研究发现,盐胁迫致使紫花苜蓿幼苗叶片的活性氧积累显著增加,抗氧化物酶活性显著降低,显著降低了其光合作用效率,外源褪黑素通过提高紫花苜蓿的抗氧化能力和光合作用效率来促进幼苗生长,从而增强了紫花苜蓿的耐盐性。     

表油菜素内酯对盐胁迫下湖南稷子幼苗的缓解作用

【目的】湖南稷子（Echinochloa frumentacea）是一种高产、优质草料兼用牧草,种植区土壤盐碱化严重影响其正常生长发育和产量。表油油菜内酯（EBR）是油菜甾醇类(BRs)植物激素的活性类似物。探讨表油菜素内酯对湖南稷子耐盐性的调控作用及其缓解盐胁迫伤害的作用机制,为其应用于盐渍化土壤上湖南稷子生产提供理论依据。【方法】以湖南稷子品种‘宁稷1号’幼苗为试验材料,在筛选适宜盐胁迫浓度的基础上,设置对照、盐（150 mmol/L NaCl）和不同浓度的表油菜素内酯（1,10,100 μg/L）单独及复合处理,采用水培试验考察各处理幼苗生长指标、抗逆生理指标、光合作用指标、离子稳态、编码盐过敏（SOS）信号转导途径及抗氧化酶相关基因表达量的变化。【结果】（1）与对照相比,单独盐胁迫处理湖南稷子幼苗生长（株高、根长、生物量等）受到显著抑制,叶片光合作用指标[叶绿素含量及叶绿素荧光参数Y(Ⅱ)、Fv’/Fm’、ETR、qP等]、渗透调节物质（脯氨酸、可溶性蛋白）含量、抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX)活性显著降低;根系K+、Ca2+和Mg2+含量显著减少,而根系Na+含量显著增加;而叶片活性氧（超氧阴离子、过氧化氢）含量、细胞膜透性（丙二醛含量、相对电导率）却显著提高;同时叶片相关基因表达量显著下调。但单独喷施表油菜素内酯处理对以上指标大多无显著影响。（2）喷施不同浓度表油菜素内酯处理均能有效缓解盐胁迫后湖南稷子上述指标的不利变化,并以10 μg/L表油菜素内酯处理（SS+E10）效果最佳。（3）与单独盐胁迫处理相比,SS+E10处理湖南稷子幼苗生长指标以及叶片渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、光合作用指标显著提高,叶片的细胞膜透性和活性氧含量显著降低;根系细胞内Na+积累显著减少,根系K+、Ca2+和Mg2+含量显著增加,Na+/K+稳态平衡得到调节;SOS信号转导途径和抗氧化酶相关基因的表达量显著上调。【结论】叶面喷施表油菜素内酯能显著上调盐胁迫下湖南稷子幼苗叶片SOS信号转导途径和抗氧化酶相关基因的表达量,增强其抗氧化和渗透调节能力,减轻膜脂过氧化和细胞膜损伤程度,,维持根系离子稳态平衡,有效保护幼苗叶片的光合作用和正常生长,对促进湖南稷子耐盐性具有显著调控作用,并以10 μg/L EBR处理效果最佳。