IAA對(duì)鉛脅迫下枇杷砧木幼苗生理特性的影響.pdf

IAA對(duì)鉛脅迫下枇杷砧木幼苗生理特性的影響 江旭升 楊勇勝 李慶宏 魏 椿 王道靜 唐洪毅 貴陽(yáng)市農(nóng)業(yè)試驗(yàn)中心 貴州貴陽(yáng) 550018 摘 要 為了探討外源吲哚乙酸 IAA 對(duì)鉛脅迫下枇杷砧木幼苗生理特性的影響 以貴陽(yáng)市農(nóng)業(yè)試驗(yàn)中心枇杷種質(zhì)資源圃中的枇 杷砧木幼苗為試驗(yàn)材料 對(duì)其進(jìn)行 鉛脅迫后施加不同濃度IAA 研究對(duì)枇杷幼苗生理特性的影響 結(jié)果表明 適宜濃度的IAA可以 緩解鉛脅迫對(duì)枇杷砧木幼苗的毒害作用 主要表現(xiàn)在適宜濃度的IAA可以降低鉛脅迫下枇杷砧木幼苗相對(duì)電導(dǎo)率 MDA含量 POD活性 SOD活性以及脯氨酸含量 可提高光合作用各指標(biāo) 包括葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù) 在本試驗(yàn)中 IAA的最適緩解 濃度范圍為10 20mg L 關(guān)鍵詞 枇杷砧木幼苗 鉛脅迫 吲哚乙酸 生理特性 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)3d后 進(jìn)行以下培養(yǎng)處理 處理1 CK 只加Hoagland營(yíng)養(yǎng)液 不加PbCl2和 IAA 處理2 在Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中加入18mgPbCl2 Pb2 濃度45mg L 進(jìn)行脅迫 處理3 在Hoagland營(yíng)養(yǎng) 液中加入18mgPbCl2 Pb2 濃度 45mg L 進(jìn)行脅迫 2d 后加入0 3mgIAA 濃度為1mg L 處理4 在Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液中加入18mgPbCl2 Pb2 濃度45mg L 進(jìn)行脅 迫 2d后加入3mgIAA 濃度為10mg L 處理5 在 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中加入18mgPbCl2 Pb2 濃度45mg L 進(jìn)行脅迫 2d后加入6mgIAA 濃度為20mg L 每個(gè)處理15株 重復(fù)3次 將各處理的枇杷砧木 幼苗放入人工氣候箱中培養(yǎng)7d 1 2 測(cè)定方法 人工氣候箱中培養(yǎng)7d后 選取各個(gè)處理的枇杷砧 木幼苗葉片進(jìn)行丙二醛 MDA 含量 超氧化物歧化酶 SOD 活性 過(guò) 氧 化物酶 POD 活性 游離脯氨酸 Pro 含量 相對(duì)電導(dǎo)率 葉綠素?zé)晒鈪?shù)和葉綠素含量等生 理指標(biāo)的測(cè)定 利用電導(dǎo)儀測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率 利用XE PAM葉綠 素?zé)晒鈨x測(cè)定葉綠素?zé)晒鈪?shù) 采用張志良等 8 的方法 測(cè)定丙二醛 MDA 含量 過(guò)氧化物酶 POD 活性 采用 李合生等 9 的方法測(cè)定超氧化物歧化酶 SOD 活性 采 用郝再彬等 10 的方法測(cè)定游離脯氨酸 Pro 含量 采用 湯章城等 11 的方法測(cè)定葉綠素含量 1 3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理 制作柱狀圖和折 線圖等 采用SPSS19 0進(jìn)行數(shù)據(jù)單因素方差分析等 2 結(jié)果與分析 2 1 不同處理對(duì)葉片膜透性的影響 當(dāng)植物受到外界脅迫時(shí) 如重金屬脅迫 鹽脅迫以 及干旱脅迫等 就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)膜的透性發(fā)生變化 使 細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)大量外滲 導(dǎo)致植物體內(nèi)組織電導(dǎo)率增 大 從而可以通過(guò)電導(dǎo)率反映出植物抗逆性的大小 12 由圖1可以看出 與CK 處理1 相比 在遭受鉛 脅迫 處理2 以后 枇杷砧木幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率 隨著工業(yè)的發(fā)展 重金屬污染問(wèn)題日益嚴(yán)重 越來(lái) 越多的水源和耕地受到重金屬離子的污染和影響 1 從 而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等 因此 解決重金屬污染 已成為農(nóng)業(yè)研究的當(dāng)務(wù)之急 利用外源物質(zhì)誘導(dǎo)植物 產(chǎn)生抗逆性已成為近年來(lái)緩解脅迫的有效方法之一 2 IAA作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 對(duì)植物逆境脅迫具有 一定的緩解作用 如王敬東 3 研究表明 一定濃度的外 源IAA對(duì)0 1molNaCl脅迫下水稻種子能顯著提高發(fā) 芽勢(shì) 能顯著甚至極顯著恢復(fù)部分材料胚根的伸長(zhǎng)生 長(zhǎng)及胚根數(shù) 以及可顯著提高部分材料根葉干重 IAA 同樣對(duì)重金屬脅迫下的植物有一定的緩解作用 如張 婷婷 4 研究發(fā)現(xiàn) 鎘脅迫環(huán)境下 外源IAA能夠促進(jìn)栝 樓葉綠素的合成并調(diào)節(jié)其葉綠素?zé)晒鈪?shù)來(lái)增強(qiáng)抗逆 性 提高栝樓體內(nèi)抗氧化酶活性 緩解膜脂過(guò)氧化 枇杷 屬薔薇科枇杷屬 植物 原產(chǎn)中國(guó)東南部 野生種質(zhì)資源極為豐富 5 枇杷 是高大喬木 樹體太高 易造成管理不便 土地利用率 低等問(wèn)題 為此 選擇適宜 優(yōu)良的矮化砧木是枇杷產(chǎn) 業(yè)豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的保證 它不僅可以使枇杷的抗逆性變強(qiáng) 還能達(dá)到使枇杷早產(chǎn) 豐產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)的目的 6 針對(duì)枇杷砧 木方面的研究 前人主要集中在砧木收集 篩選 7 等方 面 對(duì)枇杷砧木幼苗逆境脅迫 高鹽 高溫 重金屬脅迫 等 的研究鮮有報(bào)道 基于此 通過(guò)對(duì)枇杷砧木幼苗進(jìn) 行鉛離子脅迫后添加不同濃度的IAA 研究不同濃度 的IAA對(duì)枇杷幼苗相關(guān)生理特性的影響 旨在為枇杷 砧木幼苗減輕甚至消除鉛離子的危害提供理論參考 為枇杷產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定的技術(shù)支撐 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì) 以貴陽(yáng)市烏當(dāng)區(qū)貴陽(yáng)市農(nóng)業(yè)試驗(yàn)中心枇杷種質(zhì)資 源圃中的 老嫗 枇杷砧木幼苗為試材 選取生長(zhǎng)均勻 一致的枇杷砧木幼苗 將其移入培養(yǎng)缽中 加入300mL 基金項(xiàng)目 貴州省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目 黔科合NY 2014 3023號(hào) 貴 州省精品水果現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系五年規(guī)劃 2018 2023年 第一作者 江旭升 1988 男 漢族 山東青島人 碩士研究生 農(nóng)藝 師 研究方向 果樹栽培與育種 試驗(yàn)研究 現(xiàn)代園藝 2022年第13期 輥輮訛 有明顯的升 高 比CK升 高了 14 8 然而當(dāng)施加 一定濃度的 IAA 以后 對(duì) 鉛脅迫下枇 杷砧木幼苗 具有不同程 度的緩解作 用 其中效果 最好的處理4 IAA濃度為10mg L 相對(duì)電導(dǎo)率降低 到了21 8 而處理3 23 1 和處理5 23 3 的相對(duì) 電導(dǎo)率相似 都在23 左右 5個(gè)處理之間相對(duì)電導(dǎo)率 的差異不顯著 2 2 不同處理對(duì)枇杷幼苗葉片丙二醛 脯氨酸的含量 及抗氧化酶活性的影響 丙二醛 MDA 是膜脂過(guò)氧化最重要的產(chǎn)物之一 植物膜脂過(guò)氧化是因?yàn)榛钚匝醴e累而誘發(fā) 該過(guò)程與 植物在逆境下遭受傷害關(guān)系密切 由圖2A可知 經(jīng)過(guò) 鉛脅迫的處理2 MDA 含量顯著升高 達(dá)到了 2 05 mol g 比CK的MDA含量升高了0 51 mol g 在鉛脅迫后加入IAA 隨著其濃度的增加 MDA的含 量逐漸降低 當(dāng)IAA濃度為20mg L時(shí) 其含量達(dá)到了 CK的水平 有效地緩解了鉛脅迫的毒害作用 抗氧化酶活性高低與植物對(duì)脅迫的抗性有密切關(guān) 系 它可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)將體內(nèi)的過(guò)氧化物轉(zhuǎn)化 成對(duì)機(jī)體無(wú)害的物質(zhì) 從而減小對(duì)機(jī)體的傷害 主要包 括超氧化物歧化酶 SOD 硫氧還蛋白過(guò)氧化物酶 谷 胱甘肽過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化物酶 POD 等 由圖2B可 以看出 當(dāng)枇杷砧木幼苗受到鉛脅迫時(shí) 處理2 POD 活性比CK升高了27 4 這說(shuō)明枇杷砧木幼苗在鉛 脅迫環(huán)境下 導(dǎo)致過(guò)氧化物酶的大量積累 并且為了抵 御鉛脅迫下的不良環(huán)境 植物體內(nèi)的保護(hù)酶體系也迅 速啟動(dòng) 從而使POD活性上升 13 而受鉛脅迫并加IAA 處理時(shí) 枇杷砧木幼苗葉片的POD活性顯著降低 其 中當(dāng)IAA濃度為10mg L時(shí) 緩解作用最好 僅比CK 高了20 0U g min 各處理POD活性大小順序?yàn)樘幚? CK 處理4 處理3 處理5 處理2 由圖2C可 知 枇杷砧木幼苗受鉛脅迫時(shí) 其SOD活性明顯升高 處理2 這是由于在逆境條件下 SOD能被活性氧誘 導(dǎo)產(chǎn)生 從而減輕對(duì)細(xì)胞膜的傷害 14 在鉛脅迫下 外 加IAA處理時(shí) SOD的活性都有一定程度的降低 隨 著IAA濃度的升高 變化趨勢(shì)是先降低后升高 其中 IAA的濃度為10mg L時(shí) 對(duì)鉛脅迫的緩解效果最好 SOD的活性接近CK 僅比CK高5 9U g 脯氨酸是一種重要的滲透保護(hù)物質(zhì) 干旱 高鹽 高溫及重金屬等非生物脅迫條件都會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)脯 氨酸含量的增加 其作用是防止?jié)B透脅迫對(duì)植物造成 傷害 15 由圖2D可知 當(dāng)枇杷砧木幼苗受到鉛脅迫時(shí) 脯氨酸含量明顯升高 但是鉛脅迫同時(shí)加入IAA時(shí) 脯氨酸的含量都有不同程度降低 當(dāng)IAA 濃度為 1mg L 10mg L時(shí) 對(duì)脯氨酸的影響效果相似 脯氨酸 的含量分別為8 23mg g 8 24mg g 效果最好的是濃度 為20mg L時(shí) 脯氨酸含量接近對(duì)照值 僅比CK高 0 04mg g 2 3 不同處理對(duì)葉片葉綠素含量的影響 由圖3可知 枇杷砧木幼苗經(jīng)過(guò)鉛脅迫 處理2 后 葉片葉綠素含量明顯下降 由CK 處理1 的 2 60mg L降到了1 89mg L 但隨著IAA濃度的不斷升 高 葉綠素含量逐漸趨于正常水平 其中最接近CK的 為處理5 葉綠素含量達(dá)到了2 49mg L 僅比CK低 0 11mg L 可見 一 定濃度的 IAA 可 有效緩解鉛對(duì)枇 杷砧木幼苗葉片 葉綠素含量的影 響 從而使枇杷砧 木幼苗正常生長(zhǎng) 2 4 不同處理對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 從圖 4 可以看出 PSII 最大光能轉(zhuǎn)化效率 Fv Fm 光化學(xué)猝滅值 qP 以及PSII實(shí)際光能轉(zhuǎn)化 效率 Yield 都呈現(xiàn)出先降低后升高再降低的趨勢(shì) 而 PSII活性 Fv Fo 則呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì) Fv Fm的變化可以看出鉛脅迫以后 其值有明顯 的下降 降低了0 27 加入IAA后 有了一定的緩解作 用 其中較理想的濃度為10mg L 0 83 Fv Fo的變化曲線中 濃度較理想的為20mg L 各 處理的值分別是6 12 處理1 4 43 處理2 4 99 處 理3 5 52 處理4 5 93 處理5 qP值的變化與Fv Fm值的變化相似 都在10mg L 圖1 不同處理對(duì)枇杷砧木幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo) 率的影響 注 字母大寫表示存在差異極顯著關(guān)系 P 0 01 和字母小寫表示存在差異顯著關(guān)系 P 0 05 下同 圖 2 不同處理對(duì)葉片MDA含量 A POD活性 B SOD活性 C 及其脯氨酸含量 D 的影響 圖3 不同處理對(duì)葉片葉綠素含量的影響 2022年第13期 現(xiàn)代園藝 試驗(yàn)研究 輥輯訛 時(shí)為較理想的緩解濃度 其中處理2 0 66 與處理3 0 67 處理5 0 65 的qP值相似 可見 IAA濃度為 1mg L和20mg L時(shí) 對(duì)鉛脅迫緩解作用不是很大 鉛脅迫對(duì)Yield影響較大 由CK組的0 51降到 了0 30 當(dāng)IAA濃度為10mg L時(shí) 有效緩解了鉛脅迫 對(duì)枇杷砧木幼苗的影響 Yield升高到了0 50 綜上可以看出 當(dāng)IAA濃度為10mg L時(shí) 可以有 效降低鉛對(duì)枇杷砧木幼苗葉綠素各熒光參數(shù)的影響 使枇杷砧木幼苗正常生長(zhǎng) 3 結(jié)論與討論 相對(duì)電導(dǎo)率的變化可以反映植物細(xì)胞膜的受傷害 程度 通常被用來(lái)作為研究樹木抗逆性的指標(biāo) 而鉛脅 迫也是植物逆境的一種情況 所以相對(duì)電導(dǎo)率的變化 也可以作為鉛脅迫的一個(gè)重要指標(biāo) 試驗(yàn)結(jié)果表明 一 定濃度的IAA可以降低鉛脅迫下枇杷砧木幼苗的相 對(duì)電導(dǎo)率 即可以緩解鉛脅迫對(duì)幼苗細(xì)胞膜的傷害程 度 從而表明IAA可以緩解鉛脅迫的毒害作用 本試 驗(yàn)中最適IAA濃度為10mg L 該結(jié)果與魏愛麗等 16 的 研究結(jié)果相符 一定濃度的IAA處理可降低膜相對(duì)透 性 相對(duì)導(dǎo)電性 在逆境傷害和衰老過(guò)程中 發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化作用 而產(chǎn)生丙二醛 MDA 其含量高低可用來(lái)說(shuō)明脂質(zhì)過(guò) 氧化的程度 并進(jìn)一步反映有機(jī)體的衰老程度 17 結(jié)果 表明 與單純鉛脅迫 處理2 相比 施加IAA后 MDA 的含量明顯降低 效果最好的濃度為20mg L 枇杷砧 木幼苗葉片MDA的含量與對(duì)照組 處理1 相同 說(shuō)明 IAA可減弱鉛脅迫對(duì)枇杷砧木幼苗生理指標(biāo)的影響 這與魏愛麗等 16 的研究結(jié)果相符 在適度逆境誘導(dǎo)下 POD SOD活性提高 以增加 植物的抗逆能力而適應(yīng)逆境得以生存 18 本研究中 當(dāng) 枇杷砧木幼苗進(jìn)行鉛脅迫時(shí) POD和SOD活性都有一 定程度的升高 但在鉛脅迫的同時(shí)外加一定濃度的I AA時(shí) 兩者的活性又有了一定程度的降低 而效果最 好的都是濃度為 10mg L 表明外施IAA對(duì)于解除鉛脅 迫的毒害具有一定的作用 脯氨酸是植物逆境脅迫下積累的主要有機(jī)分子 它介導(dǎo)逆境脅迫下植物體內(nèi)很多細(xì)胞和亞細(xì)胞反應(yīng) 其主要功能包括滲透調(diào)節(jié)劑 酶保護(hù)劑 自由基清除劑 等 19 試驗(yàn)結(jié)果表明 一定濃度的IAA可以降低因鉛脅 迫而升高的脯氨酸的含量 當(dāng)IAA濃度達(dá)到20mg L 時(shí) 其緩解效果最好 可見 適宜濃度的IAA可以增強(qiáng) 枇杷砧木幼苗的抗鉛脅迫的能力 從光合作用各指標(biāo) 葉綠素含量及葉綠素各熒光 參數(shù) 可以看出 IAA可以有效地降低重金屬鉛對(duì)枇杷 砧木幼苗的影響 當(dāng)IAA濃度為 10 20mg L時(shí) 緩解 效果最突出 綜上所述 一定濃度的IAA對(duì)鉛脅迫下枇杷砧木 幼苗生長(zhǎng)發(fā)育起到明顯的促進(jìn)作用 一定程度上緩解 了鉛脅迫對(duì)枇杷砧木幼苗的傷害 主要表現(xiàn)為適宜濃 度的IAA能降低鉛脅迫下枇杷砧木幼苗丙二醛和脯 氨酸的含量 抗氧化酶活性及相對(duì)電導(dǎo)率 可提高鉛脅 迫下枇杷砧木幼苗光合作用各指標(biāo) 葉綠素含量及葉 綠素各熒光參數(shù) 在本試驗(yàn)中 當(dāng)IAA濃度達(dá)到 10 20mg L時(shí) 對(duì)鉛脅迫下枇杷砧木幼苗的毒害作用 緩解效果最好 收稿 2022 02 18 參考文獻(xiàn) 1 黃長(zhǎng)干 梁英 盧向黃 等 紫鴨跖草對(duì)銅鹽脅迫的生理反應(yīng) J 湖南 農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 2008 34 5 526 530 2 劉紫薇 氯化血紅素誘導(dǎo)煙草抵御鹽脅迫和堿脅迫的初步研究 D 合肥 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018 3 王敬東 白海波 馬斯霜 等 外源激素IAA對(duì)NaCl脅迫下水稻種子 萌發(fā)的影響 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021 49 14 25 28 4 張婷婷 朱葉心怡 吳玉環(huán) 等 鎘脅迫下外源IAA對(duì)栝樓生理變化 和耐鎘性的影響 J 水土保持學(xué)報(bào) 2019 33 04 335 341 5 邱武陵 章恢志 中國(guó)果樹志 龍眼 枇杷卷 M 北京 中國(guó)林業(yè)出版 社 1996 6 江旭升 楊勇勝 李慶宏 等 47份枇杷種質(zhì)資源樹體生長(zhǎng)型分析及 其親和力鑒定 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021 49 07 135 141 7 吳廷容 不同枇杷資源作砧木的潛力的初步研究 D 重慶 西南大 學(xué) 2020 8 張志良 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) M 北京 高等教育出版社 2003 7 274 277 9 李合生 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù) M 北京 高等教育出版社 2000 10 郝再彬 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn) M 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2004 9 105 106 11 湯章城 現(xiàn)代植物生理學(xué)試驗(yàn)指南 M 北京 北京科學(xué)出版社 1999 12 梅海軍 王寧 李自陽(yáng) 等 NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)香樟幼苗生理特 性的影響 J 西北林學(xué)院學(xué)報(bào) 2011 26 6 30 34 13 趙清賀 吳軍 蘇金樂(lè) 等 氯化鈣和蔗糖對(duì)低溫處理下香樟膜脂過(guò) 氧化和保護(hù)酶系統(tǒng)變化的影響 J 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2009 43 3 264 268 14 吳雁君 劉建輝 低溫脅迫厚皮甜瓜幼苗抗寒性生理生化指標(biāo)的 影響 J 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 2007 3 35 139 143 15 全先慶 張渝潔 單雷 等 脯氨酸在植物生長(zhǎng)和非生物脅迫耐受中 的作用 J 生物技術(shù)通訊 2007 18 1 159 162 16 魏愛麗 陳云昭 IAA 對(duì)鹽脅迫下大豆幼苗膜傷害及抗鹽力的影 響 J 西北植物學(xué)報(bào) 2000 20 3 410 414 17 王念奎 不同浸種方式對(duì)香樟種子活力的影響 J 林業(yè)勘察設(shè)計(jì) 福建 2008 2 59 63 18 鐘楠 王進(jìn)鑫 馬惠芳 等 水分和鎘交互脅迫對(duì)刺槐幼苗抗氧化酶 活性的影響 J 西北林學(xué)院學(xué)報(bào) 2010 25 6 5 9 19 朱虹 祖元?jiǎng)?王文杰 等 逆境脅迫條件下脯氨酸對(duì)植物生長(zhǎng)的影 響 J 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2009 37 4 86 89 圖4 不同處理對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 試驗(yàn)研究 現(xiàn)代園藝 2022年第13期 輥輰訛