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      NaCl脅迫下外源亞精胺對(duì)馬鈴薯幼苗生理特征的影響

      2024-04-22 17:00:17劉易李江濤江應(yīng)紅楊茹薇孫慧吳燕
      新疆農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年2期
      關(guān)鍵詞:NaCl脅迫幼苗生長(zhǎng)馬鈴薯

      劉易 李江濤 江應(yīng)紅 楊茹薇 孫慧 吳燕

      doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2024.02.009

      摘? 要:【目的】研究NaCl脅迫下外源亞精胺(Spd)對(duì)馬鈴薯幼苗生理特征的影響,為新疆鹽漬化區(qū)域馬鈴薯種植提供技術(shù)參考。

      【方法】以晉薯16號(hào)馬鈴薯幼苗為材料,采用不同濃度NaCl模擬鹽脅迫處理,研究外源亞精胺Spd對(duì)馬鈴薯植株生長(zhǎng)、葉片抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響。

      【結(jié)果】鹽脅迫抑制了馬鈴薯植株生長(zhǎng),使得超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)等酶促類抗氧化酶活性表現(xiàn)為低鹽脅迫促進(jìn),高鹽脅迫抑制;抗壞血酸(ASA)、谷胱甘肽(DSH)等非酶促類抗氧化酶含量均降低;脯氨酸、可溶性糖、氨基酸含量升高;外源亞精胺(Spd)通過提高葉綠素含量、根系活力,調(diào)節(jié)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量,增強(qiáng)抗氧化酶活性等方式維持植物體的正常生理代謝功能。

      【結(jié)論】外源亞精胺(Spd)可提升馬鈴薯耐鹽性,緩解鹽脅迫對(duì)馬鈴薯植株的抑制作用,其中0.9 mmol/L Spd(S3)濃度緩解效果最明顯。

      關(guān)鍵詞:馬鈴薯;NaCl脅迫;亞精胺;幼苗生長(zhǎng);生理生化特征

      中圖分類號(hào):S532??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A??? 文章編號(hào):1001-4330(2024)02-0336-09

      收稿日期(Received):

      2023-06-17

      基金項(xiàng)目:

      新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)任務(wù)專項(xiàng)“新疆馬鈴薯綠色高產(chǎn)高效栽培技術(shù)研究與集成應(yīng)用”(2022B02044-2);新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金-面上項(xiàng)目“外源亞精胺對(duì)鹽脅迫下馬鈴薯幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和脯氨酸代謝酶活性的影響”(2020D01A68)

      作者簡(jiǎn)介:

      劉易(1983-),男,河北人,副研究員,碩士,研究方向?yàn)轳R鈴薯高產(chǎn)栽培及抗逆生理,( E-mail )liuyun_5511@163.com

      通訊作者:

      楊茹薇(1984-),女,寧夏人,正高級(jí)農(nóng)藝師,研究方向?yàn)橹参锉Wo(hù)與高產(chǎn)栽培, (E-mail)617950493@qq.com

      0? 引 言

      【研究意義】土壤鹽漬化導(dǎo)致土壤生產(chǎn)力、植被覆蓋度降低以及生物多樣性銳減[1],嚴(yán)重地區(qū)作物減產(chǎn)幅度較高[2, 3]。我國鹽漬化土壤總面積占全國可利用土地面積的5%[4],其中新疆約32.6%的耕地受到鹽漬化危害。鹽脅迫嚴(yán)重影響作物生長(zhǎng)和發(fā)育,植物膜結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化[1],導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。多胺(polyamine,PAs)包括精胺(Spm)、亞精胺(Spd)、腐胺(Put),是生物體內(nèi)具有生理活性的低分子量脂肪族含氮堿,在植物生長(zhǎng)、形態(tài)建成、防止衰老和抵抗環(huán)境脅迫等有重要作用。

      馬鈴薯是糧、菜、飼兼?zhèn)涞淖魑铮哂休^高的營養(yǎng)價(jià)值。研究NaCl脅迫下外源亞精胺對(duì)馬鈴薯幼苗生理特征的影響,對(duì)新疆鹽漬化區(qū)域提高馬鈴薯種植水平有重要意義。

      【前人研究進(jìn)展】逆境脅迫下,植物可通過改變體內(nèi)多胺含量穩(wěn)定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),緩解氧化壓力,保護(hù)生物大分子結(jié)構(gòu)并參與逆境脅迫信號(hào)傳遞 [6, 7]。鹽堿脅迫條件下,外源亞精胺(Spd)可以緩解植物代謝紊亂[8]、減輕氧化損傷[9]、維持正常的光合效率[10],促進(jìn)植物生長(zhǎng)。【本研究切入點(diǎn)】逆境脅迫,尤其是土壤鹽漬化、干旱、溫度等非生物脅迫,嚴(yán)重制約馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5]。合理利用外源亞精胺(Spd)調(diào)節(jié)馬鈴薯生長(zhǎng),提高耐鹽性,是鹽漬化區(qū)域馬鈴薯種植獲得高產(chǎn)的途徑之一。但關(guān)于鹽脅迫下Spd對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響研究尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。

      需研究NaCl脅迫下外源亞精胺(Spd)對(duì)馬鈴薯幼苗生理特征的影響。

      【擬解決的關(guān)鍵問題】以晉薯16號(hào)馬鈴薯幼苗為材料,采用不同濃度NaCl模擬鹽脅迫處理,分析噴施不同濃度Spd對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)及生理生化的影響,研究外源亞精胺(Spd)對(duì)馬鈴薯遭受鹽脅迫的緩解作用,為提高馬鈴薯耐鹽性和揭示耐鹽機(jī)理提供理論依據(jù)。

      1? 材料與方法

      1.1? 材 料

      試驗(yàn)于2021年5月~2022年6月在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場(chǎng)組培實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行。以晉薯16號(hào)為材料,脫毒苗由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場(chǎng)通過莖尖剝離、擴(kuò)繁等流程繁育。篩選長(zhǎng)勢(shì)一致無病毒感染的馬鈴薯脫毒苗,根部用 0.1%HgCl2 消毒 5 min,用蒸餾水沖洗干凈后,均勻扦插在底部有孔、裝有蛭石的硬質(zhì)塑料苗盤(每盤 50 株,苗盤高 20 cm,苗盤長(zhǎng) 40 cm,寬 25 cm)培養(yǎng)。于人工氣候培養(yǎng)箱中((25℃/20℃)±1℃,光照/黑暗:14h /10 h,相對(duì)濕度 60%~70%),每 3 d用 1/4 Hongland 營養(yǎng)液澆灌。待幼苗第3片真葉展開時(shí),拔除長(zhǎng)勢(shì)差和太密集的幼苗,從人工氣候箱中取出轉(zhuǎn)為網(wǎng)室內(nèi)自然培養(yǎng),自然培養(yǎng) 2 周后,每盤定苗 32 株。Spd 溶液配制:亞精胺(Spd)為 Sigma 公司產(chǎn)品,先用去離子水配成 100 mmol/L母液,4℃保存,稀釋成相應(yīng)濃度待用。

      1.2? 方 法

      1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      當(dāng)幼苗長(zhǎng)至 4~5 片真葉時(shí),將其隨機(jī)分為4組處理:(1)CK(對(duì)照):1/4 Hoagland 營養(yǎng)液+葉面噴施蒸餾水;(2)T(鹽處理):1/4 Hoagland 營養(yǎng)液+NaCl溶液(T0:0 mmol/L;T1:100 mmol/L;T2:200 mmol/L;T3:300 mmol/L) + 葉面噴施蒸餾水;(3)S(Spd處理):1/4 Hoagland 營養(yǎng)液+葉面噴施 Spd(S0:0 mmol/L;S1:0.3 mmol/L; S2:0.6 mmol/L;S3:0.9 mmol/L;S4:1.2 mmol/L);(4)TS(鹽處理+Spd處理):1/4 Hoagland 營養(yǎng)液+NaCl溶液(T1:100 mmol/L;T2:200 mmol/L、T3:300 mmol/L)+葉面噴施 Spd(S1:0.3 mmol/L; S2:0.6 mmol/L;S3:0.9 mmol/L;S4:1.2 mmol/L;)。分別用不同濃度 Spd 溶液于每天10∶00 和 16∶00 葉面噴施2次,每次噴施量為10 mL/盆。以葉片正反面都無溶液滴出為標(biāo)準(zhǔn),共處理 7 d。每處理 32 株苗,每次取樣 8 株, 5 次重復(fù)。

      1.2.2? 測(cè)定指標(biāo)

      1.2.2.1? 馬鈴薯幼苗生長(zhǎng)及鮮重、干重

      取馬鈴薯幼苗并將地上、地下部分分開,迅速用蒸餾水洗凈并吸干表面水分,稱取鮮重后,于110℃烘箱殺青 10 min,之后轉(zhuǎn)至 75℃ 烘干至衡重,稱干重。地上部鮮重和干重以 8 株幼苗平均值表示;根系活力采用 TTC 法測(cè)定[11];葉綠素含量測(cè)定采用乙醇、丙酮浸泡法[11]。

      1.2.2.2? 馬鈴薯幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量[12]

      脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法測(cè)定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定;氨基酸總量采用茚三酮顯色法測(cè)定。

      1.2.2.3? 馬鈴薯幼苗抗氧化酶活性及抗氧化物質(zhì)含量

      超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法測(cè)定[13];過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性按張志良等[11]測(cè)定;抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性按照 Nakano 和Asada [14]測(cè)定;抗壞血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)參照陳建勛等[15]測(cè)定。

      1.3? 數(shù)據(jù)處理

      數(shù)據(jù)處理使用Microsoft Office Excel 2010軟件完成,使用SAS 8.1軟件進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較。

      2? 結(jié)果與分析

      2.1? 鹽脅迫下葉面噴施Spd對(duì)馬鈴薯幼苗生長(zhǎng)的影響

      研究表明,正常生長(zhǎng)條件下,不同Spd濃度處理,對(duì)幼苗株高、莖粗、鮮重的影響差異不顯著,其中S3濃度處理(0.9 mmol/L)幼苗株高、鮮重、干重等均高于S0處理;S4濃度處理(1.2 mmol/L)株高、鮮重、干重較S3處理低。無鹽脅迫下,外源亞精胺(Spd)對(duì)馬鈴薯幼苗生長(zhǎng)的影響不顯著。不同程度鹽脅迫均抑制了馬鈴薯幼苗生長(zhǎng),株高、莖粗、鮮重和干重等均隨著鹽脅迫濃度的增加,抑制作用增強(qiáng)。其中T3鹽脅迫下,株高、莖粗、鮮重和干重較CK處理均顯著降低(P<0.05),降幅分別為32.17%、11.35%、41.18%、32.18%。鹽脅迫條件下,不同濃度Spd處理均促進(jìn)幼苗植株生物量增加,不同濃度Spd對(duì)生物積累的影響效應(yīng)差異較大;S3處理株高、鮮重和干重均顯著高于各對(duì)照處理S0(P<0.05);T1鹽脅迫下,S3處理株高、鮮重、干重分別較S0提高25.38%、7.87%、14.67%,差異顯著(P<0.05);T2鹽脅迫下,S3處理株高、鮮重、干重分別較S0提高14.30%、13.10%、36.92%,差異顯著(P<0.05);T3鹽脅迫程度,S3處理株高、鮮重、干重分別較S0顯著提高12.98%、15.00%、33.90%,差異顯著(P<0.05)。適宜濃度的外源亞精胺(Spd)可緩解鹽脅迫對(duì)馬鈴薯幼苗生長(zhǎng)的抑制作用,其中S3處理效果最明顯。表1

      2.2? 鹽脅迫下葉面噴施Spd對(duì)馬鈴薯幼苗葉綠素含量和根系活力的影響

      研究表明,正常生長(zhǎng)條件下,Spd可顯著提高馬鈴薯幼苗葉綠素含量,提高幅度13.71%~21.11%,差異顯著(P<0.05),S3處理葉綠素含量最高,為1.44 mg/g,但Spd處理間差異不顯著。隨著鹽脅迫程度增加,植株葉綠素含量顯著降低(P<0.05);同一鹽分濃度條件下,T1鹽脅迫下 Spd顯著提高葉綠素含量,S2濃度處理葉綠素含量最高,為0.77 mg/g;T2、T3鹽分處理,S3濃度處理最高,分別較S0處理顯著提高40.00%、36.24%。Spd維持了鹽脅迫下馬鈴薯幼苗的光合特性,且低鹽脅迫(T1)S2處理Spd濃度效果最佳,中高鹽脅迫(T2、T3)S3處理Spd濃度效果最佳。根系活力隨鹽分濃度增加而下降,T3鹽分濃度降至最低,較T0降低50.31%;不同鹽分脅迫下,Spd處理對(duì)根系活力的影響均呈先上升再降低的趨勢(shì),其中T1鹽分濃度下S2處理根系活力最強(qiáng),T2、T3鹽分脅迫均在S3處理最高,分別為49.91、38.12 μg/(g·h)。圖1

      2.3? 鹽脅迫下葉面噴施Spd對(duì)馬鈴薯幼苗葉片抗氧化酶活性的影響

      研究表明,正常營養(yǎng)液條件下,施加外源亞精胺(Spd)可促進(jìn)酶促類抗氧化酶活性,隨著Spd濃度增加,幼苗葉片POD、CAT、APX活性均先升高后降低,其中S3處理酶活性最高(P<0.05),分別較對(duì)照S0增加25.58%、2.13%、15.12%、41.75%。鹽脅迫條件下,植株SOD、POD、CAT、APX活性均呈現(xiàn)低濃度促進(jìn),高濃度抑制的變化趨勢(shì)。不同濃度Spd對(duì)各酶活性影響有差異,T1、T2脅迫條件下,SOD酶活性S3處理達(dá)到最高,分別為47.27、34.85 U/g,S4處理下活性降低;T1低鹽組,POD活性峰值出現(xiàn)在0.6 mmol/L Spd處理,隨著Spd濃度的增大而大幅降低; T2中鹽組,POD活性峰值出現(xiàn)在0.9 mmol/L Spd處理;T1~T3鹽分組間,CAT活性隨Spd濃度增加均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),在0.9 mmol/L Spd處理達(dá)到峰值,分別比各自對(duì)照增加39.13%、37.36%、23.46%;T1~T3鹽脅迫下,APX活性均隨著Spd濃度的增加,先升高后降低,S3處理酶活性最高,較S0分別高59.06%、137.08%、78.87%,差異顯著(P<0.05)。0.9 mmol/L Spd處理,可誘發(fā)和激活保護(hù)性反應(yīng),緩解鹽脅迫對(duì)馬鈴薯幼苗的氧化脅迫。圖2

      研究表明,鹽脅迫下,幼苗葉片ASA含量較對(duì)照降低25.46~28.91%, Spd不同程度地提高了ASA含量。T0、T1鹽脅迫組噴施Spd,呈現(xiàn)低濃度促進(jìn),高濃度抑制的趨勢(shì),其中S1處理ASA含量顯著提高;T2組ASA含量在S4處理達(dá)到最高值,為0.69 mg/g;T3組ASA含量在S3濃度達(dá)到最高值,為0.72 mg/g。GSH是胞內(nèi)過氧化物的重要清潔劑,正常營養(yǎng)液生長(zhǎng)條件下GSH含量隨Spd施用濃度升高而降低,S2處理降至最低,為21.06 μmol/g;鹽分脅迫條件下,T1脅迫GSH含量隨Spd濃度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),S2處理最高,較S0高3.66%;T2鹽脅迫下GSH含量在S3濃度時(shí)最高,較S0高30.20%,差異顯著(P<0.05);T3組GSH含量均低于S0處理。圖3

      2.4? 鹽脅迫下葉面噴施Spd對(duì)馬鈴薯幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

      研究表明,正常生長(zhǎng)條件下,隨著Spd噴施濃度的增加,幼苗葉片脯氨酸、可溶性糖、氨基酸的含量均先升高后降低,其中S3最高,分別較對(duì)照提升12.16%、10.86%、11.09%。鹽脅迫條件下,脯氨酸、可溶性糖、氨基酸含量均高于無鹽脅迫S0處理。不同Spd處理?xiàng)l件下,脯氨酸含量整體變化趨勢(shì)一致,均隨著Spd濃度增加,呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì),S3處理含量最高。其中T2鹽脅迫條件下S3處理顯著高于對(duì)照75.59%(P<0.05),且明顯高于T1鹽脅迫下的S3處理40.21%;幼苗葉片可溶性糖在不同程度鹽脅迫下,均在S3處理含量最高,顯著高于對(duì)照處理47.75%、40.34、13.41%(P<0.05);外源亞精胺(Spd)處理,幼苗葉片游離氨基酸含量均顯著下降,且隨處理濃度加大,呈現(xiàn)先降低后升高的總體趨勢(shì),均在S3濃度下降至最低值,較對(duì)照低43.66%、74.50%、50.48%,差異顯著(P<0.05)。圖4

      3? 討 論

      3.1

      外源亞精胺(Spd)能夠緩解鹽脅迫對(duì)金絲小棗、冬棗、番茄、葡萄等葉片葉綠素的損傷,促進(jìn)植物光合作用[17-19],提高植株生物量、葉面積、株高等生長(zhǎng)指標(biāo)[17, 20],且不同濃度外源亞精胺(Spd)對(duì)植株生長(zhǎng)緩解程度不同。0.25 mmol/L Spd濃度可緩解鹽脅迫對(duì)番茄葉片的光抑制,提高番茄果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[17];0.5 mmol/L Spd顯著提高鹽堿脅迫下葡萄幼苗葉片光合能力,維持葡萄幼苗離子和滲透平衡,降低氧化損傷[19];0.5 mmol/L Spd濃度顯著提高大豆幼苗葉片光合效率,促進(jìn)大豆幼苗生長(zhǎng)[21];1 mmol/L Spd濃度水平,提高茄子幼苗耐鹽性 [22]。研究結(jié)果表明,鹽脅迫條件下,馬鈴薯株高、莖粗、干重、鮮重、根系活力等受到抑制, Spd 能夠緩解鹽脅迫對(duì)馬鈴薯幼苗生長(zhǎng)的影響,Spd 濃度為S3處理(0.9 mmol/L)緩解效果最顯著,各鹽脅迫濃度下株高、鮮重和干重分別較對(duì)照 S0 提高13.0%~25.4%、7.90%~15.0%、14.7%~32.2%,高濃度Spd處理(1.2 mmol/L)效果低于S3濃度處理;T2、T3鹽分處理,S3濃度處理葉綠素含量較S0處理提高40.00%、36.24%,根系活力提高40.63%、36.35%。外源亞精胺(Spd)能提升馬鈴薯幼苗葉綠素含量,促進(jìn)光合作用,增加干物質(zhì)積累,該結(jié)果與外源亞精胺(Spd)減輕鹽害對(duì)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的損傷,提高光合效率,提升甜高粱[23]、黃瓜[20]、茄子[22]、葡萄[19]、桑樹[24]、燕麥[25]生物量等研究結(jié)果一致。

      3.2

      酶促和非酶促植物抗氧化酶系統(tǒng)共同維持植物體內(nèi)活性氧平衡,提高植物抗逆性[16];研究表明,中低程度鹽脅迫(T1、T2)馬鈴薯活性氧的產(chǎn)生和清除失衡,大量積累,酶促類抗氧化系統(tǒng)SOD、POD、CAT、APX等保護(hù)酶活性顯著提高,以清除ROS,減少脅迫對(duì)膜結(jié)構(gòu)和功能的破壞;高鹽脅迫(T3),酶活性下降,當(dāng)鹽脅迫大于植株防御能力的閾值,造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的損傷。非酶促類抗氧化系統(tǒng)ASA、GSH含量在植株受不同程度鹽脅迫后,均顯著下降,鹽脅迫抑制ASA合成速度的同時(shí),ASA作為抗氧化劑參與了自由基的淬滅而自身被氧化;GSH作為胞內(nèi)過氧化物的重要清除劑,在ROS清除過程中損耗。多胺可與抗氧化酶系統(tǒng)結(jié)合阻止脂質(zhì)氧化以抵抗氧化脅迫[26],緩解脅迫對(duì)植物的傷害。研究中,外源Spd對(duì)正常營養(yǎng)液條件下的葉片SOD、POD、CAT、APX活性均呈現(xiàn)出低濃度促進(jìn),高濃度抑制的趨勢(shì);鹽脅迫下,S3處理(0.9 mmol/L)提高了植株葉片SOD、POD、CAT、APX活性,以及ASA含量,0.9 mmol/L Spd(S3)濃度,可誘發(fā)和激活保護(hù)性反應(yīng),提高馬鈴薯幼苗活性氧清除能力,緩解氧化損傷。該結(jié)果與Spd提高鹽脅迫條件下甜高粱[23]、大豆[21]、葡萄[19]等酶促類抗氧化酶系統(tǒng),以修復(fù)植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),保持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,減輕鹽脅迫導(dǎo)致的氧化損傷的研究結(jié)構(gòu)一致。

      3.3

      鹽脅迫下,脯氨酸不僅作為滲透劑保持細(xì)胞水分,還充當(dāng)許多生物大分子的保護(hù)劑[27]。鹽堿脅迫下番茄幼苗葉片中的脯氨酸和可溶性蛋白含量顯著降低,Spd促進(jìn)了滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的合成與積累,維持了葉片的脯氨酸和可溶性蛋白含量,保證了幼苗的相對(duì)水勢(shì),緩解了鹽堿脅迫對(duì)番茄幼苗的傷害[8, 17]。外源亞精胺(Spd)通過參與植物體內(nèi)合成代謝,促進(jìn)可溶性糖在苜蓿葉片中的積累,提高葉片可溶性蛋白的含量,調(diào)控滲透平衡,增強(qiáng)植株抗鹽堿能力[28]。研究結(jié)果表明,鹽脅迫條件下,脯氨酸、可溶性糖、游離氨基酸含量增加,推測(cè)鹽脅迫下,植物細(xì)胞內(nèi)大量積累脯氨酸,作為滲透溶質(zhì)、酶和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的保護(hù)劑,與活性氧清除劑而起保護(hù)作用,增強(qiáng)植物的抗逆性[29、30],同時(shí)植物體內(nèi)的脯氨酸合成代謝加快,蛋白質(zhì)合成受阻,降解加劇,氨基酸含量增加[31];脯氨酸、可溶性糖含量在0.9 mmol/L Spd濃度處理下達(dá)到峰值,顯著高于單純鹽脅迫處理,且在1.2 mmol/L濃度Spd處理下顯著降低;外源亞精胺(Spd)通過激活谷氨酸途徑中脯氨酸合成限速酶和關(guān)鍵酶活性,促進(jìn)脯氨酸的積累,同時(shí)提高分解代謝關(guān)鍵酶 ProDH 活性,加速脯氨酸的轉(zhuǎn)化和利用[32];增強(qiáng)植株在脅迫條件下碳水化合物代謝,以及葡萄糖、果糖及蔗糖合成酶活性[33];鹽脅迫條件下,Spd通過提高脯氨酸、可溶性糖含量,降低氨基酸的提升,提高滲透調(diào)節(jié)能力,提升對(duì)鹽脅迫的耐受性,該結(jié)果與辣椒[34]、黃瓜[30]、桑樹[24]、番茄[35]、南瓜[36]、青稞[37]等研究結(jié)果一致。高濃度Spd 對(duì)鹽脅迫條件下植株各項(xiàng)生理指標(biāo)變化趨勢(shì)有差異,其作用機(jī)理還需做進(jìn)一步研究。

      4? 結(jié) 論

      鹽脅迫降低了馬鈴薯生物量累積、葉綠素含量和根系活力,適宜濃度外源亞精胺(Spd)能通過促進(jìn)根系活力,提升葉綠素含量和葉片的抗氧化酶系統(tǒng)活性,提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量,緩解鹽脅迫逆境對(duì)馬鈴薯植株的傷害,Spd 0.9 mmol/L(S3)濃度效果最佳。

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      Effect of exogenous spermidine on physiological characteristics of potato seedlings under NaCl stress

      LIU Yi,LI Jiangtao,JIANG Yinghong,YANG Ruwei,SUN Hui,WU Yan

      (Comprehensive Test Site of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830013, China)

      Abstract:【Objective】 To explore the effect of exogenous spermidine on the physiological characteristics of potato seedlings under NaCl stress, so as to provide technical reference for potato planting in salinized areas of Xinjiang.

      【Methods】? The virus-free seedling of Jindu 16 potato was used as the experimental material, and the effects of exogenous Spd on plant growth, antioxidant enzyme activity and osmotic regulator content of potato leaves were studied by simulating salt stress treatment with different concentrations of NaCl.

      【Results】? Salt stress inhibited the growth of potato plants.The activities of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase(SOD), peroxidase(POD), catalase(CAT)and ascorbate peroxidase(APX)were promoted by low salt stress and inhibited by high salt stress.The contents of non-enzymatic antioxidant enzymes such as ascorbic acid(ASA)and glutathione(DSH)were decreased.The contents of proline, soluble sugar and amino acid increased.Exogenous Spd maintained the normal physiological and metabolic function of plants by increasing the content of chlorophyll, root activity, regulating the content of osmotic regulatory substances, and enhancing the activity of antioxidant enzymes.

      【Conclusion】? Exogenous Spd can improve the salt tolerance of potato and alleviate the inhibitory effect of salt stress on potato plants, and 0.9 mmol/L Spd(S3)concentration has the most obvious alleviating effect.

      Key words:potato;NaCl stress;spermidine;seedling growth;physiological and biochemical characteristics

      Fund projects:The special task of the key research and development project of Xinjiang Uygur Autonomous Region: Research and integrated application of green high-yield and high-efficiency cultivation technology of potato in Xinjiang(2022B02044-2); Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region-surface project"Effects of exogenous spermidine on osmoregulatory substance contents and proline metabolizing enzyme activities of potato seedlings under salt stress"(2020D01A68)

      Correspondence author: YANG Ruwei (1984-), female, from Ningxia, senior agronomist, research direction in Plant Protection and High Yield Cultivation, (E-mail)617950493@qq.com.

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