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      干旱脅迫對葛藤種苗生理特性的影響

      發布時間:2020-12-25 10:22所屬分類:農業科技加入收藏

      摘 要:以葛藤為材料,研究不同滲透勢(CK、-0.2MPa、-0.4MPa PEG-6000)下葛藤種苗的保護性酶活性(CAT、POD、SOD)及MDA、可溶性糖、可溶性蛋白含量的變化,擬揭示

        摘 要:以葛藤為材料,研究不同滲透勢(CK、-0.2MPa、-0.4MPa PEG-6000)下葛藤種苗的保護性酶活性(CAT、POD、SOD)及MDA、可溶性糖、可溶性蛋白含量的變化,擬揭示葛藤適應干旱的生理機制。結果表明:隨著干旱脅迫的增強,CAT、POD活性呈現上升趨勢;SOD活性呈先上升后下降趨勢;MDA和可溶性蛋白含量都有所升高,而可溶性糖含量先降低后升高。說明干旱脅迫均有利于提高葛藤種苗活性氧清除系統中的CAT、POD和SOD的酶活性,提高可溶性蛋白和可溶性糖的含量,來緩解干旱脅迫對葛藤種苗造成的膜脂過氧化傷害。

        關鍵詞:葛藤;種子;干旱脅迫;保護酶活性

      農業論文發表

        葛藤(Pueraria lobata (Wild) Ohwi)是豆科蝶形花亞科多年生藤本植物,其根系發達,在表土層形成稠密的根網,在防止沖刷、崩塌、護坡固溝、保護堤岸、路基等方面有顯著作用,為優良水土保持樹種和貧瘠地區的綠化先鋒植物[1]。葛藤還具有改良土壤作用,Gama等在油棕櫚林地行間種植三裂葉野葛,不僅起到固氮的作用,而且可提高土壤中的鉀、磷利用效率[2];Jayasinghe將葛藤作為橡膠園的覆蓋物,用以減少水流沖蝕,增加了土壤中的生物活動,提高了固氮能力,對橡膠園中的土壤改良起到了良好的促進作用[3]。

        中國是世界上巖溶區分布面積最大的國家之一,約占國土面積的1/3[4]。中國西南巖溶區表層巖溶帶發育有大量溶槽、溶溝等孔隙結構,直接導致地高水低、雨多地漏、石多土少、土薄易旱的二元水文格局[5]。因此,干旱成為該區域嚴重影響植物正常生長發育,制約當地經濟發展的主要因素之一[6]。鑒于此,本試驗旨在利用PEG-6000模擬干旱脅迫,研究葛藤種苗的生理指標,探討葛藤早期生長階段應對干旱脅迫的生理變化,以期為今后系統、深入地研究葛藤抗旱調節機制及西南巖溶山區葛藤種植推廣提供理論參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        由江蘇園林綠化種子公司提供產地為澳大利亞的葛藤種子。

        1.2 試驗設計與方法

        1.2.1 試驗設計

        利用聚乙二醇6000(PEG-6000)溶液模擬干旱脅迫,在室溫下配制0.0MPa、-0.2MPa、-0.4MPa的滲透壓梯度。選擇大小均勻、籽粒飽滿的葛藤種子用次氯酸鈉溶液浸泡20min后用蒸餾水沖洗4~5次待用。將15cm玻璃培養皿提前滅菌并墊上2層濾紙,將次氯酸鈉溶液浸泡后的種子隨機擺在培養皿中,每皿50粒。并向各培養皿中加入30mL PEG-6000溶液,4個重復,然后置于25℃光照培養箱中,每日補足散失的水分。

        1.2.2 測定內容與方法

        待葛藤種子培養到第10天,每皿隨機選取10株種苗,一同測定不同干旱脅迫下葛藤種苗的生理指標。過氧化氫酶(Catalase,CAT)活性以催化1μmol·min-1過氧化氫為1個CAT活性單位[7];超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性采用氮藍四唑光還原法;過氧化物酶(Peroxidase,POD)活性采用愈創木酚法;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法;可溶性糖含量采用蒽酮比色法;可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法,以上各指標測定方法均按照相關試劑盒說明書進行,結果按說明書中公式計算,試劑盒由索萊寶生物科技有限公司提供。

        1.3 數據的統計與分析

        利用Excel 2016軟件進行數據處理,采用GraphPad Prism 5軟件作圖,差異性分析采用SPSS 21.0軟件。

        2 結果與分析

        2.1 干旱脅迫對葛藤種苗過氧化氫酶活性的影響

        由圖1可知,干旱脅迫顯著影響了種苗的過氧化氫酶活性。當PEG為-0.2MPa時,與對照相比對葛藤種苗CAT活性影響不顯著(P>0.05);當PEG為-0.4MPa時,與對照相比葛藤種苗的CAT活性顯著提高(P<0.05)。即隨著脅迫強度增加,CAT活性呈上升趨勢。

        2.2 干旱脅迫對葛藤種苗過氧化物酶活性的影響

        由圖2可知,干旱脅迫顯著影響了種苗的過氧化物酶活性。與對照組相比,PEG為-0.2MPa和-0.4MPa時,葛藤種苗的POD活性均顯著提高(P<0.05);與-0.2MPa相比,-0.4MPa處理時葛藤種苗的POD活性也顯著提高(P<0.05)。即隨著干旱脅迫強度增加,POD活性呈上升趨勢。

        2.3 干旱脅迫對葛藤種苗超氧化物歧化酶活性的影響

        由圖3可知,干旱脅迫顯著影響了葛藤種苗的超氧化物歧化酶活性。PEG為-0.2MPa和-0.4MPa時,與對照組相比葛藤種苗的SOD活性變化不顯著(P>0.05);但與-0.2MPa相比,-0.4MPa時葛藤種苗的SOD活性顯著降低(P<0.05)。即隨著干旱脅迫強度增加,SOD活性呈先上升后降低的趨勢。

        2.4 干旱脅迫對葛藤種苗丙二醛含量的影響

        由圖4可知,干旱脅迫顯著影響了種苗的丙二醛含量。PEG為-0.2MPa和-0.4MPa時,與對照組相比葛藤種苗的MDA含量影響均無顯著變化(P>0.05);但與-0.2MPa相比,-0.4MPa時葛藤種苗的MDA含量顯著升高(P<0.05)。即隨著干旱脅迫強度增加,MDA含量呈先降低后上升的趨勢。

        2.5 干旱脅迫對葛藤種苗可溶性糖含量的影響

        由圖5可知,干旱脅迫顯著影響了種苗的可溶性糖含量。與對照組相比,PEG為-0.2MPa時葛藤種苗的可溶性糖含量顯著降低(P<0.05);與對照組相比,PEG為-0.4MPa時對葛藤種苗的可溶性糖含量影響無顯著變化(P>0.05);與-0.2MPa相比,-0.4MPa時葛藤種苗的可溶性糖含量顯著提高(P<0.05)。即隨著干旱脅迫強度增加,可溶性糖含量呈先降低后上升的趨勢。

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