IAA對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 貴陽市農(nóng)業(yè)試驗中心 貴州貴陽 550018 摘 要 為了探討外源吲哚乙酸 IAA 對鉛脅迫下枇杷砧木幼苗生理特性的影響 以貴陽市農(nóng)業(yè)試驗中心枇杷種質(zhì)資源圃中的枇 杷砧木幼苗為試驗材料 對其進(jìn)行 鉛脅迫后施加不同濃度IAA 研究對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營養(yǎng)液 不加PbCl2和 IAA 處理2 在Hoagland營養(yǎng)液中加入18mgPbCl2 Pb2 濃度45mg L 進(jìn)行脅迫 處理3 在Hoagland營養(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 測定方法 人工氣候箱中培養(yǎng)7d后 選取各個處理的枇杷砧 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 氧 化物酶 POD 活性 游離脯氨酸 Pro 含量 相對電導(dǎo)率 葉綠素?zé)晒鈪?shù)和葉綠素含量等生 理指標(biāo)的測定 利用電導(dǎo)儀測定相對電導(dǎo)率 利用XE PAM葉綠 素?zé)晒鈨x測定葉綠素?zé)晒鈪?shù) 采用張志良等 8 的方法 測定丙二醛 MDA 含量 過氧化物酶 POD 活性 采用 李合生等 9 的方法測定超氧化物歧化酶 SOD 活性 采 用郝再彬等 10 的方法測定游離脯氨酸 Pro 含量 采用 湯章城等 11 的方法測定葉綠素含量 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 不同處理對葉片膜透性的影響 當(dāng)植物受到外界脅迫時 如重金屬脅迫 鹽脅迫以 及干旱脅迫等 就會導(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電導(dǎo)率 隨著工業(yè)的發(fā)展 重金屬污染問題日益嚴(yán)重 越來 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緩解脅迫的有效方法之一 2 IAA作為一種植物生長調(diào)節(jié)劑 對植物逆境脅迫具有 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0 1molNaCl脅迫下水稻種子能顯著提高發(fā) 芽勢 能顯著甚至極顯著恢復(fù)部分材料胚根的伸長生 長及胚根數(shù) 以及可顯著提高部分材料根葉干重 IAA 同樣對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)來增強(qiáng)抗逆 性 提高栝樓體內(nèi)抗氧化酶活性 緩解膜脂過氧化 枇杷 屬薔薇科枇杷屬 植物 原產(chǎn)中國東南部 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 的研究鮮有報道 基于此 通過對枇杷砧木幼苗進(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 試驗材料與設(shè)計 以貴陽市烏當(dāng)區(qū)貴陽市農(nóng)業(yè)試驗中心枇杷種質(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 基金項目 貴州省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項目 黔科合NY 2014 3023號 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 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 電導(dǎo)率相似 都在23 左右 5個處理之間相對電導(dǎo)率 的差異不顯著 2 2 不同處理對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 是膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一 植物膜脂過氧化是因為活性氧積累而誘發(fā) 該過程與 植物在逆境下遭受傷害關(guān)系密切 由圖2A可知 經(jīng)過 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 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脅迫的抗性有密切關(guān) 系 它可以通過氧化還原反應(yīng)將體內(nèi)的過氧化物轉(zhuǎn)化 成對機(jī)體無害的物質(zhì) 從而減小對機(jī)體的傷害 主要包 括超氧化物歧化酶 SOD 硫氧還蛋白過氧化物酶 谷 胱甘肽過氧化物酶和過氧化物酶 POD 等 由圖2B可 以看出 當(dāng)枇杷砧木幼苗受到鉛脅迫時 處理2 POD 活性比CK升高了27 4 這說明枇杷砧木幼苗在鉛 脅迫環(huán)境下 導(dǎo)致過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 從而使POD活性上升 13 而受鉛脅迫并加IAA 處理時 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 緩解作用最好 僅比CK 高了20 0U g min 各處理POD活性大小順序為處理1 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 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 從而減輕對細(xì)胞膜的傷害 14 在鉛脅迫下 外 加IAA處理時 SOD的活性都有一定程度的降低 隨 著IAA濃度的升高 變化趨勢是先降低后升高 其中 IAA的濃度為10mg L時 對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 脯氨酸含量明顯升高 但是鉛脅迫同時加入IAA時 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 對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 脯氨酸含量接近對照值 僅比CK高 0 04mg g 2 3 不同處理對葉片葉綠素含量的影響 由圖3可知 枇杷砧木幼苗經(jīng)過鉛脅迫 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 2 4 不同處理對葉綠素?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 而 PSII活性 Fv Fo 則呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢 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 不同處理對枇杷砧木幼苗葉片相對電導(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 不同處理對葉片葉綠素含量的影響 2022年第13期 現(xiàn)代園藝 試驗研究 輥輯訛 時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 對鉛脅迫緩解作用不是很大 鉛脅迫對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 有效緩解了鉛脅迫 對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 可以有 效降低鉛對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 3 結(jié)論與討論 相對電導(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 所以相對電導(dǎo)率的變化 也可以作為鉛脅迫的一個重要指標(biāo) 試驗結(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 對電導(dǎo)率 即可以緩解鉛脅迫對幼苗細(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處理可降低膜相對透 性 相對導(dǎo)電性 在逆境傷害和衰老過程中 發(fā)生脂質(zhì)過氧化作用 而產(chǎn)生丙二醛 MDA 其含量高低可用來說明脂質(zhì)過 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的含量與對照組 處理1 相同 說明 IAA可減弱鉛脅迫對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 POD和SOD活性都有一 定程度的升高 但在鉛脅迫的同時外加一定濃度的I AA時 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 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枇杷 砧木幼苗的影響 當(dāng)IAA濃度為 10 20mg L時 緩解 效果最突出 綜上所述 一定濃度的IAA對鉛脅迫下枇杷砧木 幼苗生長發(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) 在本試驗中 當(dāng)IAA濃度達(dá)到 10 20mg L時 對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 黃長干 梁英 盧向黃 等 紫鴨跖草對銅鹽脅迫的生理反應(yīng) J 湖南 農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 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對栝樓生理變化 和耐鎘性的影響 J 水土保持學(xué)報 2019 33 04 335 341 5 邱武陵 章恢志 中國果樹志 龍眼 枇杷卷 M 北京 中國林業(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 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