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独角金内酯对盐胁迫下月季植株生长的3个影响

日期:2022-02-01 13:27:11     浏览:29    
核心提示:探讨GR24(独脚金内酯人工合成类似物)对盐胁迫下月季生长的影响,以期为月季抗盐胁迫栽培提供理论依据与技术参考。
摘要:盐胁迫是抑制月季生长和发育、限制作物产量、降低作物品质的主要非生物胁迫因子。独脚金内酯对植物在逆境胁迫下的生长发育有着重要的调节作用。本试验以去顶后的食用玫瑰‘滇红’为材料,探讨GR24(独脚金内酯人工合成类似物)对盐胁迫下月季生长的影响,以期为月季抗盐胁迫栽培提供理论依据与技术参考。

结果表明,随盐胁迫时间的增加,盐胁迫处理植株呈现明显受害症状,叶片叶绿素的含量和相对电导率增加;盐胁迫下外源喷施GR24,可减轻叶片受害程度,叶片中叶绿素的损耗速率下降,根系活力显著下降,相对电导率降低。说明外源喷施独脚金内酯可缓解盐胁迫对月季的伤害。
 
化问题日趋严峻,因此发展耐盐农业、改良盐渍化危害等问题亟待解决[1]。我国切花月季的生产主要是在设施内完成,但由于灌水频率高、蒸腾量大导致水流失过快过多,而土壤中残存大量盐分,使含盐量不断增加,植物在盐浓度过高的环境中会危害植物正常生长发育[2]。盐胁迫可通过降低月季的光合作用来抑制其生长,打破细胞原有的离子平衡与渗透平衡,从而破坏细胞膜,对植物造成伤害[3]。
 
独脚金内酯(Strigolactone,SLs)属于萜类小分子化合物,是部分天然的独脚金醇类化合物和人工合成类似物的总称,是新型植物激素之一[4]。独脚金内酯及其衍生物除了能控制地上枝外,还涉及到生长发育、生理生化等过程,包括根系、根毛的生长,不定根固定、次生生长,种子的萌发和苔藓丝状体的生长等多个方面;还能抑制侧芽生长,在株型建成方面起到关键作用,可以调节控制株高、光形态建成、叶片形状大小、花青素叶绿素累积、根系形态等多个植物生长发育过程和响应植物对盐、干旱、低磷等非生物胁迫[5]。

在盐胁迫响应中,SLs对调节植物的生长发育起重要作用。洪林[5]等研究发现,独脚金内酯在盐胁迫中提高木本植物抗旱耐盐能力,参与调控植物逆境生长,以缓解胁迫所带来的伤害。

Ha等[6]发现,在高盐胁迫下,拟南芥中的独脚金内酯合成突变体max3、max4和响应突变体max2数量和发芽率显著低于野生型,外源施加独脚金内酯能缓解突变体在盐胁迫下敏感的表型,并可以提高野生型拟南芥的耐盐性。有研究表明,独脚金内酯在逆境下可以调节关闭气孔。但目前基于在盐胁迫条件下独角金内酯对月季植株的影响研究较少。
 
因此,以食用玫瑰品种‘滇红’为研究对象,通过去顶处理,并在叶面喷施独脚金内酯人工合成物GR24溶液,研究独角金内酯对盐胁迫下月季去顶植株生长的影响,以期为月季抗盐栽培和侧枝调控提供理论依据与技术参考。
 
1材料与方法
 
1.1试验时间、地点
 
试验于2020年11月-2021年2月在云南农业大学东校区温室大棚里进行。
 
1.2试验材料
 
供试材料为‘滇红’当年生扦插苗,种植在11cm×13cm规格的花盆中,常规养护。选择生长状况良好、植株健壮、长势一致、无病虫害的去顶小苗进行试验。
 
1.3试验方法
 
1.3.1试验设计。采用随机区组设计。根据前期预试验可知,浇灌NaCl溶液浓度在400mM、体积为200mL时‘滇红’叶片出现萎蔫、干枯现象,因此本试验选用400mMNaCl溶液,浇灌体积为200mL开展。
 
设置CK:0mMNaCl,T1:400mMNaCl,T2:400mMNaCl+5μMGR243个处理,用盐溶液浇灌每盆盆土,浇灌体积为200mL。
 
所需试剂的配制:(1)400mMNaCl盐溶液:称取23.4gNaCl,加水定容至1L即可。(2)5μMGR24溶液:GR24(C17H14O5)的分子量为298.29,称取1mgGR24,加少量2%丙酮溶解,加水定容至335.2μL即可获得10mM的GR24溶液。从10mMGR24母液中取出1μL加入2000μL水即获得5μMGR24溶液。1.3.2试验方法。

试验组每天18:00将5μMGR24喷于叶片上,以叶面布满雾状液滴且水不滴落即可;CK、T1组按统一标准喷施等量的蒸馏水,两组均连续喷3d。于喷施GR24的第3d对所有盆苗施加400mMNaCl盐溶液,连续浇灌3d,最后一天时计为第0d。

依次间隔2d,分别计为3d、5d、7d。每组处理设置3组重复,每个重复15株,共计135株。采用单株混合取样的方法对顶部以下第2、3、4节点的全部叶以及根系进行取样,单次每个重复随机区取3株,每组共取9株。
 
1.3.3数据测定。分别于第0d、3d、5d、7d测定根系活力、叶绿素指标,均采用叶尚红[7]的方法测定。
 
(1)根系活力测定(TTC法):
 
根系活力(μg/g·h)=标准曲线上查得TTF(μg)/[根重(g)×显色时间(h)]
 
(2)叶绿素(Chl)含量测定:Ca(叶绿素a浓度)=12.21A663-2.81A646;Cb(叶绿素b浓度)=20.13A646-5.05A665;Cx(类胡萝卜素)=(1000A470-3.27Ca-104Cb)/229;C(总叶绿素浓度)=Ca+Cb;叶绿体色素浓度(mg/g)=[C(mg/L)×提取液体积(mL)]/[叶样重量(g)×1000]
 
(3)相对电导率(RC)测定(采用电导仪法):相对电导率(%)=S1/S2×100
 
1.4统计分析
 
使用Excel2010软件整理、分析数据并作图,并用DPS7.05软件中Duncan新复极差法进行差异性显著分析。
 
2结果与分析
 
2.1盐胁迫下月季叶片受害等级
 
对盐胁迫下植株叶片的受害程度进行量化分级:分别于盐胁迫后的第0d、3d、5d、7d观察叶片的受害程度,将盐害症状分为4个级别。
 
①0级:叶片形态和生长正常;
 
②1级:极少数叶片的叶缘、叶尖变黄;
 
③2级:少数叶片的叶尖变黄萎蔫;
 
④3级:多数的叶片变黄、萎蔫、干枯。可以看出,0级:CK0、3、5、7d植株、T10d植株、T20d植株;1级:T13d植株、T23d植株;2级:T25、7d植株;3级:T15、7d植株。
 
随盐胁迫时间的增加,月季植株整体受害程度也随之增加。其中T1处理在第7d时呈现出的受害症状最为严重,受害等级达3级。与T1相比较,T2植株叶片的受害程度得到了一定的缓解,受害等级为2级,说明在盐胁迫下喷施GR24可以缓解月季的盐害。
 
2.2不同处理对盐胁迫下月季叶绿素的影响

独角金内酯对盐胁迫下月季植株生长的3个影响

独角金内酯对盐胁迫下月季植株生长的3个影响

独角金内酯对盐胁迫下月季植株生长的3个影响
 
 
由图1可知,随盐胁迫时间的增加,各处理中叶绿素的含量都呈现出显著增加趋势,且均在第3d时达到峰值。与T,相比,T:的变化幅度较小,趋近于CK;相较于CK,T,植株叶片中的叶绿素均显著降低((P<0.05);与T,相比,T:的叶绿素A,B和总叶绿素、叶绿体色素、类胡萝卜素含量的下降趋势都较为平缓。
 
2.3不同处理对盐胁迫下月季根系活力的影响

独角金内酯对盐胁迫下月季植株生长的3个影响
 
如图2所示,随盐胁迫时间的增加,各处理中根系活力呈现出先下降后上升的趋势,在第Sd,7d时,Tz根系活力显著低于T,处理,分别为56.60%和15.900Io;T,根系活力显著高于CK,TZ,且TZ显著低于CK。说明在盐胁迫条件下,与单独的盐胁迫处理(T,)对比,外源喷施GR24溶液能有效降低植株的根系活力来减轻盐害。
 
2.4不同处理对盐胁迫下月季叶片相对电导率影响

独角金内酯对盐胁迫下月季植株生长的3个影响
 
由表1可知,随盐胁迫时间的增加,相对电导率中,T,呈现显著增加的趋势((P<0.05),T:则无明显变化。在第7d时,T,增加了35.92%,增长幅度较大,且与单独盐胁迫处理相比较而言,在盐胁迫下外源喷施GR24使相对电导率降低。由此可得出,盐胁迫能使‘滇红’的相对电导率升高,而外源喷施GR24可以缓解盐胁迫对月季的伤害。
 
3讨论与结论
 
有研究表明,盐胁迫对植物的生长和发育有抑制作用,进而影响其产量,而植物会在其体内发生一系列的有利于生长的形态、生理和生化的变化来适应盐胁迫环境[8]。盐胁迫会导致植物产生一系列的二级胁迫,主要有渗透胁迫、离子伤害和植物营养缺损等[9]。植物在受到盐胁迫时,细胞失水是由于细胞内较高的渗透势所导致的,这会使植物通过调节自身的渗透压来减轻所受到的伤害[10]。

植物所产生的多种生理生化反应是因为盐胁迫所导致的,大多表现为呼吸、光合速率下降,抑制植物的生长且加速植株衰老,导致最终死亡[11]。当植株受到非生物胁迫时,植株体内会发生一系列的生理变化,如叶绿素降解和活性氧含量增加等。
 
本试验通过盐胁迫处理使月季植株出现明显盐害,造成植株长势差、叶面出现褐斑、叶缘黄化而萎蔫的现象,这与包颖等[12]的研究结果一致。喷施GR24可以降低月季叶片的受害程度,提升月季耐盐胁迫能力;盐胁迫下月季叶片中叶绿素含量降低幅度较大,与张倩等[13]的研究结果一致;外源喷施GR24能够使叶绿体含量下降的幅度减小,从而缓解伤害。
 
本试验中盐胁迫使叶片的相对电导率升高,这与张乃元[3]的研究一致,而外源喷施GR24则可降低叶片的相对电导率,与洪林等[5]的研究一致。综上所述,外源喷施独脚金内酯可以缓解盐胁迫对月季植株的伤害,本研究为月季抗盐栽培和侧枝调控提供理论依据与技术参考。
 
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