摘要
目的:加工番茄是新疆重要的经济作物,对新疆农业经济的发展起着关键性的作用。近年来,日益增加的土壤盐渍化面积已经严重影响到加工番茄的正常生长发育。因此研究加工番茄的耐盐性及其调控机理,对指导加工番茄生产有着实际意义。化学调控是提高植物耐盐性的有效措施之一,硫化氢(H2S)和水杨酸(SA)作为植物体内重要的信号分子,二者参与多种信号传导,在调控植物正常生长发育和响应非生物胁迫方面发挥重要作用,但二者在盐胁迫中的相互关系还不清楚。 方法:本研究以加工番茄‘KT-7’为试验材料,在水培条件下,研究根施水杨酸(SA)、叶面喷施硫化氢(H2S)供体硫氢化钠(NaHS)及其抑制剂处理,对150mmol/LNaCl胁迫下加工番茄幼苗的耐盐性的响应。 结果:1.盐胁迫下,根施外源0.15-0.25mmol/LSA处理使加工番茄幼苗生长量、叶绿素含量、净光合速率均有不同程度地提高,降低了加工番茄幼苗丙二醛(MDA)含量从而缓解盐胁迫对加工番茄幼苗的生长抑制,提高了幼苗的耐盐性,其中0.15mmol/LSA缓解效果最佳。 2.盐胁迫下,外源0.15mmol/LSA、50μmmol/LH2S、75μmmol/LH2S处理下加工番茄幼苗的生物量、脯氨酸含量、净光合速率、叶片相对含水量均有不同程度的提高,加工番茄幼苗叶片MDA含量、电解质渗透率、超氧阴离子产生速率和H2O2产生速率均明显降低。其中50μmmol/LH2S的缓解效果较好,而SA处理缓解效果优于H2S处理。且施用0.15mmol/LSA与50μmmol/LH2S复配处理加工番茄幼苗的生物量、脯氨酸含量、净光合速率均达到最大,缓解效果最为明显。表明,外源SA、H2S处理均能缓解盐胁迫的伤害,且H2S和SA复配处理在缓解加工番茄盐胁迫方面存在协同增效的机制。 3.与盐胁迫相比,施加H2S、SA处理均能减轻盐胁迫对加工番茄幼苗生物量的影响,同时H2S、SA处理下加工番茄幼苗的电解质渗透率、MDA、O2·?和H2O2明显降低,脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)与抗氧化酶相关基因均明显上调。说明H2S、SA均能通过提高抗氧化酶的活性及其基因相对表达量,来清除由盐胁迫引起的ROS积累,减轻膜脂过氧化的伤害。H2S清除剂次牛磺酸(HT)能减弱SA对加工番茄幼苗抗氧化系统和其基因表达量,而ABT对H2S的作用无明显影响,表明SA在H2S的上游调控加工番茄幼苗耐盐性。 4.SA处理可明显提高盐胁迫下加工番茄幼苗叶片Ca2+、K+、Mg2+含量,而H2S、SA可明显降低Na+含量,说明外源H2S缓解NaCl胁迫对加工番茄幼苗的抑制作用主要是通过减少了Na+在植株体内的积累,来缓解加工番茄幼苗因盐胁迫造成的渗透胁迫,而外源SA可通过增加Ca2+、K+、Mg2+的吸收和减少Na+在体内的积累来缓解盐胁迫的损伤。 5.H2S、SA均能提高加工番茄幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量,净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)以及最大光化学效率Fv/Fm和PIABS降低程度有所缓解,从而减轻盐胁迫对加工番茄幼苗光合机构的伤害。表明盐胁迫下H2S、SA处理能通过提高叶片叶绿素含量和光合参数来维持较高的光能转换,提高加工番茄的耐盐性。而加入SA合成抑制剂ABT对H2S诱导加工番茄幼苗叶绿素含量和光合参数无明显影响;H2S清除剂HT处理过的加工番茄幼苗,可明显降低SA对盐胁迫下加工番茄幼苗叶绿素含量和光合参数,推测SA在H2S的上游参与调控加工番茄幼苗的光合适应性。 结论:H2S和SA协同参与调控加工番茄幼苗对盐胁迫的响应,并推测SA在H2S的上游参与调控加工番茄幼苗的耐盐性。