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肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗生長(zhǎng)特性的影響

2023-07-17 11:25:24王宇蕭劉明慶李妍黃思杰楊立飛
廣西植物 2023年6期
關(guān)鍵詞:NaCl脅迫生長(zhǎng)特性耐鹽性

王宇蕭 劉明慶 李妍 黃思杰 楊立飛

摘 要:? 為探明肉桂醛對(duì)番茄幼苗耐鹽性的影響,該研究以番茄‘合作903 為試驗(yàn)材料,探究肉桂醛 (100 μg·L-1 ) 對(duì)處于100 mmol·L-1 NaCl脅迫下番茄種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)特性的影響。在試驗(yàn)中設(shè)置4組處理:對(duì)照(CK,蒸餾水)、NaCl (100 mmol·L-1)、NaCl+CA(100 mmol·L-1 NaCl + 100 μg·L-1 CA)、CA(100 μg·L-1)。結(jié)果表明:(1)在100 mmol·L-1 NaCl脅迫下,添加100 μg·L-1 的肉桂醛,番茄種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均有所提升,番茄幼苗的根長(zhǎng)和鮮重均顯著提高,說明添加肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄種子的萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)均有一定緩解作用。(2)肉桂醛能夠有效降低NaCl脅迫導(dǎo)致的番茄幼苗根尖總活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 的過量累積,緩解膜脂過氧化程度從而降低細(xì)胞死亡率。綜上表明,肉桂醛處理能夠通過緩解幼苗的氧化損傷程度,提高番茄萌發(fā)與幼苗時(shí)期的耐鹽性,肉桂醛作為一種新型制劑具有在田間生產(chǎn)應(yīng)用的潛力。

關(guān)鍵詞: 番茄, 肉桂醛, NaCl脅迫, 生長(zhǎng)特性, 耐鹽性

中圖分類號(hào):? Q945文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:? A文章編號(hào):? 1000-3142(2023)06-1088-09

Effects of cinnamaldehyde on growth characteristics of tomato seedlings under NaCl stress

WANG Yuxiao1,3, LIU Mingqing2, LI Yan2, HUANG Sijie2*, YANG Lifei1,3

( 1. College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. Nanjing Institute of Environmental Sciences,

Ministry of Ecology and

Environment, Nanjing 210042, China; 3. Hexian New Rural Development Research Institute,

Nanjing Agricultural University, Hexian 238200, Anhui,China )

Abstract:? In order to investigate the effects of cinnamaldehyde (CA) on salt tolerance of tomato seedlings, we used tomato ‘Cooperative 903 as experimental material, and investigated the characteristics of germination and seedling growth of tomato under NaCl (100 mmol·L-1) stress compared with the treatment of adding CA (100 μg·L-1). We? set up four groups of treatments in the experiment: Control (CK, distilled water), NaCl (100 mmol·L-1), NaCl+CA (100 mmol·L-1 NaCl + 100 μg·L-1 CA), and CA (100 μg·L-1). The results were as follows: (1) With the application of CA, the germination potential and the germination rate of tomato seeds were both improved. The root length and fresh weight of tomato seedlings were also significantly increased under NaCl (100 mmol·L-1) stress. (2) CA could effectively alleviate the excessive accumulation, oxidative damage and cell death of total ROS caused by salt stress in roots of tomato seedlings. To sum up, CA can improve the salt tolerance of tomato during germination and seedling stage by alleviating the degree of oxidative damage of seedlings, and CA has the potential in field production as a new preparation.

Key words: tomato(Solanum lycopersicum), cinnamaldehyde, NaCl stress, growth characteristics, salt tolerance

設(shè)施栽培自我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整以來得到大范圍的推廣,“十三五”期間,我國(guó)設(shè)施蔬菜面積基本穩(wěn)定,年均增長(zhǎng)率為1%左右(周杰等,2021)。隨著連續(xù)種植年限的延長(zhǎng)與種植面積的擴(kuò)大,設(shè)施土壤次生鹽漬化現(xiàn)象加重(李燕等,2022)。土壤次生鹽漬化主要現(xiàn)象為土壤表層結(jié)白霜,土壤板結(jié)。這影響了作物苗期生長(zhǎng),致使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量下降(王梅等,2021)。目前,我國(guó)的番茄生產(chǎn)主要以設(shè)施栽培為主,番茄已成為我國(guó)設(shè)施栽培面積最大的蔬菜種類之一(田永強(qiáng)和高麗紅,2021)。番茄 (Solanum lycopersicum),對(duì)鹽中度敏感(Daliakopoulos et al., 2019),土壤鹽漬化現(xiàn)象嚴(yán)重影響設(shè)施番茄栽培效益。

近年研究發(fā)現(xiàn),緩解鹽害的最有效方式之一是利用外源物質(zhì)調(diào)控植物自身的生理過程,提高其抗鹽性。外源水楊酸和硫化氫(H2S)單一或復(fù)配處理皆可提高加工番茄幼苗的耐鹽性(張雪蒙等,2022);外源褪黑素可促進(jìn)側(cè)根及主根的發(fā)育,提高棉花 (Gossypium spp.)的耐鹽性(段文靜等,2022);外源茉莉酸甲酯可通過調(diào)控玉米 (Zea mays) 幼苗AsA-GSH循環(huán)提高其抗鹽性(陳芳等,2021)。

肉桂醛(cinnamaldehyde, CA),一種醛類有機(jī)化合物,具有桂皮油和肉桂油的辛香氣和燒焦芳香味,香氣強(qiáng)烈持久,在肉桂等植物中含量較多(Yang et al., 2021)。肉桂醛具有廣譜抑菌作用,能夠預(yù)防和治療細(xì)菌或真菌引起的病害(張文平等,2003)。在蔬菜作物的應(yīng)用上,肉桂醛對(duì)辣椒 (Capsicum annuum) 疫霉菌表現(xiàn)出較強(qiáng)的體外抑菌作用,并能抑制辣椒疫霉菌的侵染和致病性(李麗娜等,2016)。肉桂醛也可以用于緩解鹽脅迫與重金屬離子脅迫對(duì)植物造成的毒害作用。外源添加肉桂醛可以提高煙草(Nicotiana tabacum)幼苗抵御鹽脅迫的能力(劉曉涵等,2021);肉桂醛也能緩解煙草幼苗中重金屬鎘脅迫所引起的生長(zhǎng)抑制、氧化損傷和細(xì)胞死亡,并能減少煙草根尖中因鎘脅迫而產(chǎn)生的多余H2S,緩解重金屬對(duì)幼苗的毒害(凌天孝,2017)。鑒于植物免疫抵抗生物脅迫和非生物脅迫的通用性,我們推測(cè)肉桂醛在提高番茄耐鹽性方面可能同樣具備潛力。現(xiàn)有的研究主要通過發(fā)芽率和抗氧化酶活性等指標(biāo)探討植物刺激素通過提高抗氧化能力來改善非生物脅迫下種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)情況,鮮有研究通過根系化學(xué)染色和熒光染色更直觀和綜合地分析幼苗細(xì)胞膜氧化損傷程度、根系活性氧積累程度及細(xì)胞死亡情況。因此,本研究以番茄‘合作903為試驗(yàn)材料,從番茄種子的萌發(fā)狀況及幼苗化學(xué)染色和熒光染色所反映的根系氧化損傷程度兩方面探討外源肉桂醛處理是否能通過調(diào)控番茄生理生化過程提高其抗鹽性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料番茄‘合作903購自上海虹橋天龍種業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)于2021年1月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)研究所進(jìn)行。挑選外形大小一致、飽滿的番茄種子,用1%次氯酸鈉消毒15 min,蒸餾水反復(fù)沖洗干凈后將種子放入55 ℃蒸餾水中吸漲40 min后放在鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)。前期預(yù)試驗(yàn)設(shè)置了0、50、100、150、200 mmol·L-1 5個(gè)NaCl處理濃度,進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn),根據(jù)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、鮮重4個(gè)指標(biāo)確定NaCl脅迫對(duì)番茄的半抑制濃度為100 mmol·L-1,在100 mmol·L-1 NaCl脅迫下加入不同濃度的肉桂醛(0、50、100、150、200 μg·L-1),根據(jù)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)確定肉桂醛對(duì)NaCl脅迫的最佳緩解濃度為100 μg·L-1,后續(xù)試驗(yàn)采用以下4組處理:對(duì)照(CK,蒸餾水)、NaCl (100 mmol·L-1)、NaCl+CA (100 mmol·L-1 NaCl + 100 μg·L-1 CA)、CA (100 μg·L-1)。每個(gè)處理重復(fù)3次,處理液均直接加入發(fā)芽試驗(yàn)的培養(yǎng)皿內(nèi)(每皿10 mL處理液,50顆種子)。發(fā)芽后7 d測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 發(fā)芽指數(shù)

(1)發(fā)芽勢(shì)(%)=(3 d內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)) ×100;

(2)發(fā)芽率(%)=(7 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)) × 100。

1.3.2 胚根長(zhǎng)度 直尺測(cè)量番茄幼苗胚根長(zhǎng)度。

1.3.3 幼苗鮮重 各處理分別收集幼苗30株,用濾紙吸干幼苗表面水分,用天平稱量幼苗鮮重(以10株為單位)。

1.3.4 根毛密度及側(cè)根數(shù)量 在電子顯微鏡下對(duì)比4組處理的根毛密度及長(zhǎng)度進(jìn)行拍照并計(jì)數(shù)4組處理的側(cè)根數(shù)量。

1.3.5 番茄幼苗根尖總ROS的測(cè)定 幼苗根尖的總活性氧 (ROS) 使用特定的熒光探針DCFH-DA進(jìn)行檢測(cè)(Foreman et al., 2003)。將番茄幼苗根用雙蒸水沖洗3次后孵育在10 μmol·L-1的DCFH-DA溶液中25 ℃避光處理20 min,雙蒸水沖洗3次后在熒光顯微鏡(激發(fā)光波長(zhǎng)為488 nm,發(fā)射光波長(zhǎng)為525 nm)下拍照。照片使用 Image-Pro Plus 6.0進(jìn)行熒光密度值統(tǒng)計(jì)。

1.3.6 番茄幼苗根尖脂質(zhì)過氧化物的組織化學(xué)分析 植物根尖的脂質(zhì)過氧化物通過Schiff base試劑進(jìn)行檢測(cè)(Wang, 1987)。將番茄幼苗根用雙蒸水沖洗3次后,浸泡在Schiff base試劑中20 min,然后用0.5% (W/V) K2S2O5溶液(含0.05 mmol·L-1 HCl)進(jìn)行沖洗固定直至根的顏色變鮮亮后使用相機(jī)拍照。

1.3.7 番茄幼苗根尖細(xì)胞膜完整性的組織化學(xué)分析 植物根尖的細(xì)胞膜完整性通過Evans blue試劑進(jìn)行檢測(cè)(Yamamoto et al., 2002)。方法同1.3.6,浸泡液改為0.025% (W/V) 的Evans blue溶液,時(shí)間為15 min,反復(fù)沖洗至無藍(lán)色析出后進(jìn)行拍照。

1.3.8 番茄幼苗根尖細(xì)胞死亡的組織化學(xué)分析 幼苗根尖的細(xì)胞死亡使用特定的熒光探針碘化丙啶(propidium iodide,PI)進(jìn)行檢測(cè)(Kellermeier et al., 2002)。方法同1.3.5,孵化液改為10 μmol·L-1 PI溶液,熒光顯微鏡激發(fā)光波長(zhǎng)為535 nm,發(fā)射光波長(zhǎng)為615 nm。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用IBM Statistics SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件單因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重比較進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),使用Graphpad Prism 8.0進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl對(duì)番茄種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖1: A、B可知,NaCl脅迫在番茄種子的萌發(fā)過程中具有抑制作用。番茄種子發(fā)芽率總體隨著鹽脅迫濃度不斷增加呈下降趨勢(shì),但當(dāng)鹽濃度為50 mmol·L-1時(shí),相較于CK發(fā)芽率提升了14.95%,說明低濃度的鹽溶液對(duì)番茄種子萌發(fā)具有一定的促進(jìn)作用。當(dāng)鹽濃度為100 mmol·L-1時(shí),發(fā)芽率下降了52.34%,顯著抑制了番茄種子的萌發(fā)。當(dāng)鹽濃度為150、200 mmol·L-1時(shí),發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率較CK均下降了60%以上,說明高濃度的鹽脅迫對(duì)番茄種子萌發(fā)過程有顯著抑制作用,并給種子造成了一定程度的致死傷害。

NaCl脅迫對(duì)番茄幼苗的根長(zhǎng)和鮮重也具有抑制作用。由圖1:C可知,當(dāng)鹽濃度為100 mmol·L-1時(shí),番茄幼苗根長(zhǎng)相較于CK降低了57.96%,鮮重相較于CK下降了57.95%,均達(dá)到顯著水平(P<0.05),該濃度的NaCl處理顯著抑制番茄幼苗的生長(zhǎng)。由圖1:D可知,在50 mmol·L-1 NaCl脅迫下,番茄幼苗的根長(zhǎng)與鮮重較CK差異均不顯著,表明番茄幼苗對(duì)低濃度的鹽脅迫具有一定的適應(yīng)性;當(dāng)NaCl濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí),番茄幼苗的根長(zhǎng)、鮮重較CK分別下降了80.59%、71.51%;當(dāng)NaCl濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí),幼苗的根長(zhǎng)、鮮重較CK分別下降了82.21%、73.76%,差異均十分顯著。

由圖1:C、D可知,在100 mmol·L-1的NaCl濃度下番茄幼苗的根長(zhǎng)與鮮重較CK均下降了50%左右,因此該濃度即為NaCl對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的半抑制濃度,后續(xù)試驗(yàn)選擇該濃度作為鹽處理濃度。

2.2 不同濃度肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖2 可知,NaCl脅迫抑制了番茄種子的萌發(fā), 而不同濃度的肉桂醛溶液對(duì)此有不同程度的緩解作用。隨著肉桂醛濃度的提升,番茄種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均顯著提高,在肉桂醛濃度為100 μg·L-1時(shí)達(dá)到最大值,而在150、200 μg·L-1時(shí)其發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均降低,但仍然顯著高于單獨(dú)鹽處理。由于100 μg·L-1的肉桂醛能夠表現(xiàn)出最佳的緩解鹽脅迫抑制番茄種子萌發(fā)效應(yīng),因此后續(xù)試驗(yàn)采用100 μg·L-1的肉桂醛所為最佳緩解濃度。

2.3 肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖3:A、B可知,單NaCl脅迫較對(duì)照顯著抑制番茄種子萌發(fā)(P<0.5)。與單NaCl脅迫相比, 肉桂醛處理提升了84.61%的發(fā)芽勢(shì)和43.18%的發(fā)芽率,表明添加肉桂醛可以促進(jìn)NaCl脅迫下番茄種子的萌發(fā)。NaCl脅迫降低了番茄幼苗的根長(zhǎng)和鮮重, 肉桂醛處理對(duì)幼苗發(fā)育具有促進(jìn)作用(圖3:C、D)。在正常條件下,添加肉桂醛對(duì)番茄萌發(fā)的促進(jìn)效果不顯著,而在NaCl脅迫下,添加肉桂醛顯著緩解了NaCl脅迫對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的抑制(P<0.05),CA + NaCl組合處理幼苗的根長(zhǎng)和鮮重分別為3.28 cm和18.33 mg,與單NaCl處理相比分別增加了118.47%和17.23%,表明肉桂醛處理能顯著緩解NaCl脅迫對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的抑制(P<0.05)。

2.4 肉桂醛對(duì)NaCl下番茄幼苗根尖根毛密度和側(cè)根數(shù)量的影響

由圖4:A可知,CK的處理下,番茄幼苗根尖處是有部分根毛分化,而單NaCl處理下,幾乎未見根毛分化,CA + NaCl組合處理可以觀察到根毛密度與長(zhǎng)度均明顯增加,說明肉桂醛可以從根系形態(tài)分化上緩解NaCl脅迫對(duì)番茄幼苗的傷害。

由圖4:B可知,在正常條件下,添加肉桂醛可以促進(jìn)番茄幼苗側(cè)根的發(fā)生。CA + NaCl組合處理的側(cè)根數(shù)量相比單NaCl脅迫增多,表明肉桂醛可能通過促進(jìn)幼苗側(cè)根的分支緩解NaCl脅迫對(duì)植株造成的生理性干旱。

2.5 肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗根尖總活性氧的影響

采用活性氧探針DCFH-DA可以對(duì)根尖總活性氧 (ROS) 進(jìn)行原位檢測(cè),研究肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗根尖總ROS含量的影響。由圖5:A可知,與CK相比,NaCl脅迫處理下的根尖熒光亮度較強(qiáng),添加肉桂醛后其亮度減弱。由圖5:B可知,NaCl脅迫導(dǎo)致了番茄幼苗根尖總ROS的大量積累,其總ROS的含量相比CK增加了1.97倍,加入肉桂醛后總ROS的含量降低了72.78%,差異顯著 (P<0.5)。單獨(dú)經(jīng)肉桂醛處理的番茄幼苗根尖總ROS含量雖略微低于CK,但差異不顯著。

2.6 肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗根尖質(zhì)膜透性和脂質(zhì)過氧化的影響

使用Evans blue染色對(duì)根尖質(zhì)膜透性進(jìn)行檢測(cè),藍(lán)色越深代表細(xì)胞膜完整性越差、質(zhì)膜透性越強(qiáng)、活性氧對(duì)細(xì)胞膜引起的損傷越嚴(yán)重。由圖6:A可知,鹽脅迫下番茄幼苗根尖藍(lán)色比CK深,添加肉桂醛后,染色程度明顯變淺,單獨(dú)肉桂醛處理下的番茄幼苗根尖被染成的藍(lán)色較CK稍淺一些。這表明肉桂醛可以緩解NaCl脅迫下大量活性氧對(duì)幼苗根尖細(xì)胞膜完整性的損傷。

使用 Schiff base對(duì)番茄幼苗根尖進(jìn)行染色,檢測(cè)根尖脂質(zhì)過氧化程度,粉色越深代表脂質(zhì)過氧化越嚴(yán)重。由圖6:B可知,與CK相比,NaCl脅迫下番茄幼苗根尖粉色較深,加入肉桂醛后,粉色明顯變淺,單獨(dú)的肉桂醛處理組比CK稍深一些。這表明肉桂醛可以緩解NaCl脅迫下大量活性氧所造成的根尖脂質(zhì)過氧化的損傷。

2.7 肉桂醛對(duì)NaCl脅迫下番茄幼苗細(xì)胞死亡的影響

使用特定的熒光探針PI檢測(cè)植物根尖細(xì)胞死亡程度,已死亡的細(xì)胞會(huì)發(fā)出紅色熒光,因此可以通過紅色熒光密度反映細(xì)胞相對(duì)死亡的情況。由圖7:A可知,NaCl處理組熒光亮度明顯高于CK,添加肉桂醛后其熒光亮度明顯降低。由圖7:B可知,單獨(dú)NaCl脅迫下細(xì)胞死亡率較CK提高了64.77%,添加肉桂醛后,細(xì)胞死亡率降低了43.79%,差異顯著 (P<0.5)。

3 討論與結(jié)論

天然植物源化合物肉桂醛在抑菌抗炎方面具有重要的作用,其藥用價(jià)值一直被廣泛地討論(Hermawan et al., 2021; Wang et al., 2021),但是肉桂醛對(duì)植物生理的調(diào)控與植物抗性方面的研究近幾年才有報(bào)道。本研究以番茄‘合作903 為試驗(yàn)材料,探討外源肉桂醛處理是否能調(diào)控番茄生理生化過程來提高其抗鹽性。

種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)周期中最基本與最重要的環(huán)節(jié),也是植物生長(zhǎng)最敏感的階段(劉文瑜等,2015)。鹽脅迫主要通過滲透脅迫離子特異效應(yīng)和氧化脅迫影響種子萌發(fā),并且影響植物外部形態(tài)變化、內(nèi)部結(jié)構(gòu)建成及各種代謝過程(方晶,2014)。本研究發(fā)現(xiàn)添加肉桂醛后,鹽脅迫下番茄種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率均有所提升,番茄幼苗的根長(zhǎng)與鮮重顯著提升。結(jié)合番茄幼苗質(zhì)膜透性染色情況的結(jié)果來看,這可能是因?yàn)槿夤鹑┛梢酝ㄟ^維持細(xì)胞膜的完整性和減少電解質(zhì)的滲漏來緩解鹽脅迫對(duì)番茄幼苗造成的傷害(耿書德等,2022)。

種子萌發(fā)后,植物根系是首先感受逆境的器官,根系生長(zhǎng)狀況發(fā)生的變化可以反映植物對(duì)逆境的表現(xiàn)。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),添加肉桂醛可以促進(jìn)鹽脅迫下番茄幼苗側(cè)根的發(fā)生,有助于增加植物根系與土壤的接觸面積,從而促進(jìn)根系吸收水分。本研究發(fā)現(xiàn),肉桂醛可以通過調(diào)控內(nèi)源硫化氫促進(jìn)辣椒幼苗側(cè)根發(fā)生,這與Xue等(2016)的研究結(jié)果一致。同時(shí),本研究結(jié)果表明,添加肉桂醛后,NaCl脅迫下的番茄幼苗的根長(zhǎng)、根毛密度與長(zhǎng)度、側(cè)根數(shù)量均顯著提高,整個(gè)根系與環(huán)境接觸面積增大,促進(jìn)根系吸水,說明外源添加肉桂醛能夠通過改變幼苗根系形態(tài)使番茄幼苗適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境。

活性氧(ROS) 是一類具有很強(qiáng)氧化能力、化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧物質(zhì)及其衍生物質(zhì)的總稱。當(dāng)植物遭遇逆境脅迫的時(shí)候,ROS的形成和清除之間的動(dòng)態(tài)平衡遭到破壞,ROS大量積累,引起氧化損傷。本研究發(fā)現(xiàn)在NaCl脅迫下,番茄幼苗根尖的總ROS含量相比對(duì)照顯著提高,而添加了肉桂醛后,根尖總ROS含量顯著下降,根尖膜脂過氧化程度與細(xì)胞死亡程度均顯著下降,表明肉桂醛可以通過減少NaCl脅迫下植物體內(nèi)ROS的大量積累,減少氧化損傷與細(xì)胞死亡程度,從而緩解NaCl脅迫給番茄幼苗造成的傷害。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)在低硒脅迫下,肉桂醛可以顯著降不結(jié)球白菜根內(nèi)PAO活性和H2O2水平(楊會(huì)敏等,2022)。PAO代謝多胺產(chǎn)生H2O2是植物體內(nèi)ROS產(chǎn)生的一個(gè)重要途徑,鑒于植物抵抗非生物脅迫的通用性,我們推測(cè)肉桂醛提升番茄苗期耐鹽性也是通過該途徑減少逆境造成ROS的積累。

綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)肉桂醛可以提高番茄種子在鹽脅迫下的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì),對(duì)番茄種子在鹽脅迫環(huán)境中的萌發(fā)過程具有緩解作用。同時(shí),肉桂醛可以通過改變番茄幼苗根系形態(tài),促進(jìn)根系的分化與生長(zhǎng),提升幼苗根系的吸水能力,從而提升番茄幼苗的耐鹽能力。肉桂醛也可以抑制番茄幼苗根尖總ROS的大量積累并減少細(xì)胞死亡率,減輕番茄幼苗的氧化損傷,從而提升番茄幼苗的耐鹽性。本研究初步證明了肉桂醛具有提高番茄幼苗耐鹽性的能力, 為肉桂醛田間的推廣應(yīng)用提供一定參考,也為后續(xù)相關(guān)生理與生化機(jī)理的探究提供一定理論基礎(chǔ)。

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(責(zé)任編輯 李 莉 王登惠)

收稿日期:? 2022-11-21

基金項(xiàng)目:? 江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金? [CX(20)3166]; 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金(CARS-23-B16) 。

第一作者: 王宇蕭(1999-),碩士研究生,主要從事蔬菜栽培生理與生物技術(shù)研究,(E-mail)yxwang@stu.njau.edu.cn。

*通信作者:? 黃思杰,碩士,農(nóng)藝師,主要從事有機(jī)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)方面的研究,(E-mail)hsjofrcc@126.com。

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