外源硝普鈉對(duì)菊花幼苗生長(zhǎng)及生理生化特性的影響

外源硝普鈉對(duì)菊花幼苗生長(zhǎng)及生理生化特性的影響

現(xiàn)階段，土壤鹽分沉積已成為植物生長(zhǎng)抑制的環(huán)境因素。在鹽脅迫下,植物的生理特性如光合作用、滲透調(diào)節(jié)作用、抗氧化酶系統(tǒng)以及細(xì)胞膜系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。目前,全世界在遏制土壤鹽漬化的蔓延、發(fā)展耐鹽農(nóng)業(yè)上有較多的研究,改良鹽漬化危害需要亟待解決菊花是我國(guó)傳統(tǒng)名花,它有著較長(zhǎng)的栽培歷史和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值對(duì)于鹽漬土的開發(fā)利用一般通過工程措施和生物防治2種方式來解決。相對(duì)來說前者成本較高,難度較大,后者主要通過栽培育種、基因調(diào)控和外源物質(zhì)來改良鹽漬土對(duì)植株造成的傷害,都已成為現(xiàn)階段防治研究熱點(diǎn)。在外源物質(zhì)防控的研究中,發(fā)現(xiàn)外源亞精胺能通過提高多胺含量來減輕鹽脅迫對(duì)其造成的傷害1材料和方法1.1試驗(yàn)材料供試材料為生產(chǎn)上常用的主栽切花菊品種‘神馬’,由許昌華育花卉有限公司提供。試驗(yàn)于2018年4—6月在許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院進(jìn)行菊花的繁育。1.2鹽脅迫處理鹽脅迫處理前期苗株采取長(zhǎng)勢(shì)良好并一致的嫩梢扦插到營(yíng)養(yǎng)土中進(jìn)行培養(yǎng),營(yíng)養(yǎng)土基質(zhì)為泥炭∶珍珠巖∶蛭石=1∶1∶1(v∶v∶v)。待菊花幼苗長(zhǎng)至8～10片葉后,將其幼苗根部基質(zhì)洗凈后以定植棉進(jìn)行固定后轉(zhuǎn)入水培盒中,以Hoagland營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行溫室培養(yǎng),保持溫室環(huán)境溫度為(28±2)℃,相對(duì)濕度為70%、每天通過注氧機(jī)注氧2h,每3d換一次營(yíng)養(yǎng)液,待緩苗7d后選取長(zhǎng)勢(shì)一致的菊花幼苗進(jìn)行鹽脅迫處理。共設(shè)6個(gè)處理,每個(gè)處理20株幼苗。分別為:對(duì)照(Hoagland營(yíng)養(yǎng)液,CK);S0(Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+150mmol·L1.3項(xiàng)目測(cè)量1.3.1含水量%鹽脅迫處理第8天后稱量幼苗鮮質(zhì)量,然后放入清水中浸泡24h充分吸水達(dá)到飽和后,測(cè)量其飽和質(zhì)量。再將幼苗放入105℃烘箱殺青30min,于70℃環(huán)境中烘干至恒質(zhì)量后稱量其干質(zhì)量。通過鮮質(zhì)量、飽和質(zhì)量和干質(zhì)量計(jì)算葉片的含水量、相對(duì)含水量含水量(%)=(鮮質(zhì)量-干質(zhì)量)/鮮質(zhì)量×100;相對(duì)含水量(%)=(鮮質(zhì)量-干質(zhì)量)/(飽和質(zhì)量-干質(zhì)量)×100。1.3.2關(guān)于菊花幼苗葉片的氧化酶系統(tǒng)活性的測(cè)定取相同葉位葉片0.5g,加入預(yù)冷的5mLpH7.8的磷酸緩沖液進(jìn)行冰浴研磨,并冷凍后10000r·min1.3.3菊花幼苗葉片的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的測(cè)定稱取相同葉位葉片0.5g,按照DHINDSA等1.3.4相對(duì)電導(dǎo)率和相對(duì)光合色素含量的測(cè)定以KHLE等參照LICHTENTHALER等1.3.5研磨、消煮、hno取菊花幼苗植株的葉片,經(jīng)過去離子水沖洗后進(jìn)行105℃殺青5min,再于70℃烘干至恒質(zhì)量,取50mg樣品進(jìn)行研磨并放入消煮管中,加入HNO1.4數(shù)據(jù)分析每次測(cè)定數(shù)據(jù)均表示3次重復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用方差分析(ANOVA)和鄧肯多重比較顯示處理之間的差異,數(shù)字中的不同字母表示2結(jié)果與分析2.1外源no供體硝普鈉處理后樣品的生物量及其相對(duì)含水量n由表1可知,鹽脅迫下菊花幼苗地上部、地下部的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、飽和質(zhì)量、含水量以及相對(duì)含水量呈顯著降低的趨勢(shì),S0處理分別較CK處理低43.69%、23.00%、41.67%、33.33%、36.28%、0.48%和12.77%。外源施用4種不同濃度的NO供體硝普鈉后其生物量、含水量以及相對(duì)含水量都較S0處理有一定地提升,但都不及CK處理。其中S2、S3處理在表型指標(biāo)上表現(xiàn)較好,其中S2處理的7個(gè)指標(biāo)分別較S0處理高44.83%、11.69%、42.86%、33.33%、31.94%、0.19%和11.17%;S3處理的植株的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、飽和質(zhì)量以及相對(duì)含水量分別較S0處理高37.93%、15.58%、42.86%、33.33%、26.39%和11.07%,而含水量較S0處理低0.49%,差異均達(dá)到顯著水平。相對(duì)來說S2處理緩解鹽脅迫對(duì)菊花的損傷更明顯。而外源施用0.3mmol·L2.2鹽脅迫對(duì)菊花幼苗sod和pod活性的影響由圖1可知,隨著鹽脅迫處理時(shí)間的推移,6個(gè)處理的SOD活性都表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì),在第0天活性普遍最低。S0、S1、S2、S3、S4都表現(xiàn)為處理第4天SOD活性最高。CK處理5個(gè)時(shí)間段無顯著差異。鹽脅迫環(huán)境下菊花植株的SOD活性較CK活性增加。處理第2天,S1、S2、S3、S4處理的SOD活性無顯著性差異,在處理第4天差異逐漸顯著,其中S2活性最高。SOD活性在S2處理的5個(gè)時(shí)間段中分別較S0高1.39%、9.07%、7.57%、9.22%和8.26%;S1處理的5個(gè)時(shí)間段中分別較S0高1.91%、8.50%、1.11%、3.55%和2.00%;S3處理的5個(gè)時(shí)間段中分別較S0高0.35%、9.45%、0.55%、7.45%和5.37%。研究表明菊花植株的SOD活性在鹽脅迫下能夠在一定范圍內(nèi)表現(xiàn)出升高的趨勢(shì),但超過一定范圍活性則會(huì)下降。由圖2可知,5個(gè)處理的菊花的POD活性都呈現(xiàn)出隨著脅迫時(shí)間先增加后減小的趨勢(shì),S0、S1、S2、S3處理都表現(xiàn)為在第6天POD活性最強(qiáng),CK和S4處理表現(xiàn)為第8天活性最強(qiáng)。在處理第0天,各處理間就表現(xiàn)出顯著的差異,隨著時(shí)間的推移差異增加。其中CK活性趨于穩(wěn)定,鹽脅迫下S0處理POD活性增強(qiáng),S1、S2、S3、S4處理的POD活性也顯著增加。具體表現(xiàn)為S1較S0活性高0.64%、1.15%、2.77%、3.53%和3.28%;S2在2～8d較S0活性高1.68%、3.94%、3.84%和2.41%;S3在2～8d較S0活性高1.45%、3.77%、4.13%和3.53%。由圖3可知,在處理第0天,S0處理的CAT活性最高。隨著時(shí)間的增長(zhǎng),除了CK處理,其它5個(gè)處理都表現(xiàn)為CAT活性持續(xù)增加。以S2處理增長(zhǎng)最快,第2天到第8天其CAT活性較S0處理分別增加了4.17%、8.40%、19.08%和20.18%,是外源SNP處理后CAT活性增長(zhǎng)最快的處理。而CK、S0～S4第8天的CAT活性分別較初始第0天高14.96%、14.14%、61.45%、45.42%和43.83%。增長(zhǎng)最高的是S1處理,其次是S2處理。該研究表明適量濃度的外源NO供體硝普鈉有利于CAT活性的提高,濃度過高的外源物質(zhì)會(huì)降低CAT活性。2.3不同處理對(duì)鹽脅迫下菊花體內(nèi)脯氨酸含量的影響由圖4可知,在處理第0天時(shí)丙二醛含量極低,5個(gè)處理含量分別為0.044、0.045、0.046、0.049、0.050μmol·g滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在植物逆境脅迫中占有重要的位置,脯氨酸是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。由圖5可知,CK在0～8d內(nèi)脯氨酸含量較為穩(wěn)定。鹽脅迫下菊花體內(nèi)的脯氨酸含量大幅度上升,以S0處理上升幅度最大,其次為S4處理。S2、S3處理第8天的脯氨酸含量也較第0天顯著升高,S2處理在5個(gè)時(shí)間段分別較CK高1.69%、3.66%、17.09%、34.30%和38.53%;S3處理在5個(gè)時(shí)間段分別較CK高3.77%、6.28%、18.69%、35.67%和42.87%。相對(duì)來說S2處理更接近于CK處理。說明在鹽脅迫下,外源NO供體硝普鈉能夠促進(jìn)菊花葉片中脯氨酸的積累,減少丙二醛的積累。2.4對(duì)s0、s1、s1、s1、s1的電導(dǎo)率由圖6可知,在處理第0天6個(gè)處理無顯著差異,相對(duì)電導(dǎo)率均值為15.06%。整體CK處理變化趨勢(shì)不明顯,趨近于直線。S0、S1、S2、S3、S4處理均不同程度地上升,其中S0處理上升幅度最大,其次是S4、S1、S3、S2。在處理第2～8天,S0處理的相對(duì)電導(dǎo)率分別比CK處理高1.18、2.24、3.21、3.84倍;S2處理的相對(duì)電導(dǎo)率分別比CK處理高1.06、1.89、2.90、3.51倍。說明鹽脅迫下適當(dāng)濃度的外源硝普鈉能夠有效地降低相對(duì)電導(dǎo)率,減少脂膜透性。2.5外源物質(zhì)硝普鈉對(duì)鹽脅迫下菊花幼苗光合色素含量的影響從表2～3可以看出,在處理第0天,各處理之間的葉綠素a、葉綠素b含量以及總量沒有明顯的差異,8d鹽脅迫下S0處理菊花植株葉片的葉綠素a和葉綠素b含量分別為CK處理的70.43%和65.44%。在外源物質(zhì)硝普鈉的處理下顯著提高了鹽脅迫下菊花幼苗的光合色素水平。其中以葉綠素a為指標(biāo)測(cè)定時(shí),硝普鈉濃度為0.1mmol·L2.6外源no含有no體硝普鈉對(duì)鹽脅迫下菊花幼苗離子含量的影響鹽脅迫下不同濃度硝普鈉對(duì)菊花幼苗中Na3外源no供體硝普鈉對(duì)鹽脅迫下菊花幼苗抗氧化酶系統(tǒng)的影響鹽脅迫對(duì)植株造成的損傷是復(fù)雜的,大量的研究發(fā)現(xiàn)郭春曉等而硝普鈉是重要的一氧化氮供體,NO作為新型氣體分子在緩解植物生物與非生物脅迫上有諸多的研究。阮海華該研究結(jié)果表明,鹽脅迫下菊花幼苗植株的生物量和相對(duì)含水量顯著下降,與S0相比加入不同濃度的外源NO供體硝普鈉后的各處理生物量、含水量以及相對(duì)含水量都有一定程度地提升,其中以濃度為1mmol·L由于在鹽脅迫下滲透勢(shì)的降低,滲透調(diào)節(jié)能力的強(qiáng)弱也反映了植株的耐鹽性,脯氨酸作為重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),其含量的多少直接反映鹽脅迫下的植株適應(yīng)程度。該研究結(jié)果表明,鹽脅迫下菊花植株脯氨酸的含量大幅度上升,處理8d的含量是CK的2.43倍,在不同濃度的外源物質(zhì)施加下其濃度相對(duì)CK也顯著性上升,但遠(yuǎn)不及S0處理。脯氨酸的變化趨勢(shì)與蘇江碩等相對(duì)電導(dǎo)率體現(xiàn)了細(xì)胞膜的完整性,其值越高說明細(xì)胞被破壞的程度越高,MDA含量高低也代表著植物耐脅迫的弱強(qiáng)程度?？寡趸富钚栽谝欢ǔ潭壬峡煽刂朴甥}脅迫導(dǎo)致的活性氧過高的情況。在該試驗(yàn)中,鹽處理下菊花的相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量升高,抗氧化酶活性也相應(yīng)升高,而外源施用SNP相對(duì)鹽脅迫處理來說能降低相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量以及加速抗氧化酶的活性,而由于CK處理的細(xì)胞未受到破壞,這三者指標(biāo)沒有較大的變化。葉綠體在鹽脅迫下較容易被破壞,葉綠素a、葉綠素b的含量