GSH/GSSG信号对NaCl胁迫下番茄生长的调控效应及机理研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:ruyingxiangsui1989
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盐胁迫是限制作物生长和产量最严重的环境因子之一。目前,土壤次生盐渍化已成为设施农业生产面临的严峻问题。而番茄作为设施栽培的主要蔬菜种类之一,市场需求量大,却面临着盐胁迫导致的产量下降和品质衰减等诸多问题。因此,开展盐胁迫对番茄的影响和耐盐机理的研究具有十分重要的科学和现实意义。因此,本试验以番茄‘白果强丰’为材料,通过对NaCl胁迫下番茄幼苗叶片喷施GSH、GSSG和BSO,旨在探明外源GSH GSSG信号与盐胁迫下番茄细胞redox状态、番茄幼苗叶片光合作用羧化效率和抗氧化系统的关系。主要结果如下:1. NaCl胁迫抑制了番茄幼苗的生长;NaCl胁迫下分别喷施外源GSH和GSSG能够显著缓解NaCl造成的生长抑制,其中以NaCl+GSH处理效果较好,其缓解效果显著高于NaCl+GSSG处理;外源BSO的喷施则进一步抑制了番茄幼苗的生长。2. NaCl胁迫使番茄幼苗叶片产生了光损伤和光抑制,光合暗反应过程中Jmax、Vc,max和Rubisco的初始活性、总活性以及光合碳同化关键基因的mRNA表达水平受到抑制,引起叶片Pn下降,但Pn与Gs和Ci同时下降表明因气孔收缩关闭限制了CO2向叶绿体的输送的气孔限制因素应是造成NaCl胁迫下Pn下降的主要原因。外源喷施GSH和GSSG通过诱导NaCl胁迫下番茄幼苗叶片PSII光化学反应活性的提高、上调Jmax、Vc,max和Rubisco活性以及碳同化关键酶基因表达水平,减轻了NaCl胁迫对光合暗反应的抑制,从而导致NaCl胁迫下番茄幼苗叶片Pn提高,有效缓解了NaCl胁迫对番茄植株的危害,其中以GSH的处理效果较好。NaCl胁迫下喷施BSO进一步加剧了NaCl胁迫下番茄叶片的光损伤和光抑制,降低了光合暗反应过程中Jmax、Vc,max和Rubisco的初始活性、总活性以及光合碳同化关键基因的mRNA表达,使叶片Pn进一步下降。3. NaCl胁迫下番茄幼苗叶片的SOD、POD、CAT等酶活性降低,AsA-GSH循环中的酶活性降低,还原库力降低,抗氧化酶基因的转录水平降低,导致AsA-GSH循环清除活性氧的速率降低,使活性氧积累量增加造成膜脂过氧化。外源喷施GSH和GSSG能够通过诱导NaCl胁迫下番茄幼苗叶片SOD、POD、CAT活性、AsA-GSH循环中的APX、MDHAR、DHAR、GR活性、谷氧还蛋白系统中GPX的活性和内源还原库力水平以及抗氧化酶基因的表达水平的提高,使细胞redox平衡处于还原状态,有效清除了NaCl胁迫产生的H2O2,缓解了膜脂过氧化水平的加剧,其中GSH的喷施效果比喷施GSSG处理效果好。外源喷施BSO通过降低NaCl胁迫下番茄幼苗叶片还原库力水平和SOD、POD、CAT、APX、GR、DHAR、MDHAR和GPX的活性以及抗氧化酶基因的转录水平使得活性氧清除能力下降,加剧了膜脂过氧化程度。
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