喷施亚精胺对盐胁迫下燕麦生理特性的影响

盐胁迫是主要的非生物胁迫之一,通过扰乱植物体内离子的动态平衡,造成离子毒害和渗透胁迫从而引起次生代谢紊乱,进而使植物体内活性氧大量积累,抑制作物生长并降低产量。多胺是具有生物活性的低分子量脂肪族含氮碱,亚精胺(Spd)作为多胺中的一种,能在一定程度上缓解盐胁迫对作物造成的伤害。

一、实验设计

当燕麦幼苗培养至两叶一心时,随机分成9组做如下处理:对照组(CK),1/2Hoagland营养液+叶喷蒸馏水;单独盐胁迫处理(S0),1/2Hoagland营养液+70mmol/L盐(NaCl和Na2SO4摩尔比1∶1混合,一次性加入70mmol/L)+叶面喷施蒸馏水;盐胁迫下叶面喷施Spd处理,1/2Hoagland营养液+70mmol/L盐(NaCl和Na2SO4摩尔比1∶1混合)+叶喷不同浓度的Spd处理(S1-S7),各处理Spd浓度依次为0.01、0.25、0.50、0.75、1.00、1.50和3.00mmol/L。连续喷施4 d,喷施量为15mL/(次·盒),喷施处理结束后第8天进行各项指标测定,每个处理重复3次。

二、指标测定

1、生理指标

称取0.5 g燕麦根尖,采用TTC法测定燕麦根系活力,每个处理3次重复。取各处理的燕麦幼苗不同叶位的叶片和根系,洗净擦干,剪成小段,混匀,用来测定生理指标。其中,叶片和根系分别称取0.3g,采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量。采用酸性茚三酮法测定游离脯氨酸含量,采用氮蓝四唑(NBT)光还原法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性,采用愈创木酚法测定过氧化物酶(POD)活性,以上测定叶片和根系分别称取0.5 g。叶片和根系分别称取0.1g,采用过氧化氢法测定过氧化氢酶(CAT)活性。以上生理指标每个处理3次重复。
2、离子含量

分别称取叶片、茎秆和根系0.2g鲜样,每个处理3次重复。采用消解后火焰光度计测定的Na+、Mg2+、Ca2+、K+含量,并计算Na+/K+、Na+/Ca2+和Na+/Mg2+值。

3、幼苗干重

取 20株燕麦幼苗,用蒸馏水洗净,然后分成地上和地下两部分,在 80 °C的烘箱中干燥72h至恒重,分别测定地上和地下部干重。

三、实验结果

1、叶面喷施亚精胺对燕麦幼苗干重和根系活力的影响

叶面喷施适宜浓度的亚精胺可显著促进盐胁迫下燕麦幼苗地上和地下部生长,并以0.75 mmol/LSpd处理效果最好。

2、叶面喷施亚精胺对燕麦幼苗叶片和根系抗氧化酶活性的影响

相同处理下,叶片SOD、CAT活性和MDA含量均高于相应根系,其POD活性则低于相应根系。在盐胁迫条件下,叶片喷施适宜浓度的Spd均可显著增强燕麦叶片和根系中SOD、POD、CAT活性,显著降低MDA含量,有效缓解盐胁迫造成的过氧化伤害,并以0.75mmol/LSpd处理的效果最佳。

3、叶面喷施亚精胺对燕麦幼苗叶片和根系游离脯氨酸含量的影响

燕麦幼苗叶片和根系游离脯氨酸含量在盐胁迫下显著增加,叶面喷施适宜浓度Spd能进一步显著提高器官脯氨酸含量,并以0.75 mmol/LSpd处理的效果最佳。

4、叶面喷施亚精胺对燕麦幼苗离子含量的影响

在盐胁迫条件下,燕麦幼苗各器官中 Na+ 含量显著增加,K+ 含量显著下降,Ca2+ 含量在茎秆中显著降低,在根系中显著增加,而 Mg2+含量在各器官中均降低但未达到显著水平。叶面喷施0.75 mmol/L Spd 能降低盐胁迫下燕麦幼苗叶中的Na+ 含量,增加燕麦幼苗茎秆中的 K+ 和 Mg
2+含量以及根、茎、叶中的 Ca2+ 含量,并降低了叶片Na+/K+ 、Na+/Ca2+ 和 Na+/Mg2+ 值。

综上所述,0.75 mmol/L外源Spd叶喷处理,显著提高了燕麦幼苗叶片 SOD、POD、CAT 等抗氧
化酶活性,降低 MDA 的生成量,减轻盐胁迫下的氧化损伤,有助于膜结构的稳定,提高了脯氨酸等渗透调节物质的含量,改善了燕麦幼苗中的 Na+/K+ 稳态,而高于或低于该浓度的亚精胺喷施处理对燕麦耐盐性的影响较小。0.75 mmol/L 的亚精胺喷施处理可高效修复燕麦幼苗因渗透胁迫和离子毒害引起的伤害,恢复和维持生理代谢和生化反应的恒稳状态,从而增强了盐胁迫下燕麦幼苗的抗氧化胁迫能力,使燕麦幼苗在逆境下受到的生长抑制得以缓解,提高了燕麦幼苗的抗盐性。

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