外源水杨酸与一氧化氮对花生缺铁胁迫的缓解效应及其机理研究

2023-08-04 09:13:12 来源:个人图书馆-海底丛林


【资料图】

植物缺铁减产降质是石灰性土壤上农业生产中的一个严重问题,涉及粮食安全和人类健康。针对我国石灰性土壤上花生缺铁黄化症,本研究以花生(小白沙)作为研究材料,利用水杨酸(SA)与外源一氧化氮(NO),通过液培和盆栽试验的方法研究外源SA与NO对花生生理生化特性及产量品质的影响,探索其对花生缺铁黄化的调控机理,为提高石灰性土壤生产能力,保障国家粮油安全和促进农民增收提供一种技术手段和科学依据。本文的主要研究结果如下:1.生理水平上,缺铁花生表现出明显的缺铁黄化症状,植株矮小,叶片脉间失绿,叶片光合色素含量降低,叶片净光合速率和蒸腾速率下降。外源SA与NO能够有效缓解花生缺铁黄化症状,提高叶片光合色素含量和光合速率,从而促进花生正常生长。2.生化水平上,缺铁导致了花生叶片中MDA及超氧阴离子的累积,导致CAT和POD酶活性的降低。而外源SA与NO可以提高SOD、POD和CAT酶的活性,降低MDA和超氧阴离子在叶片中的积累,从而缓解缺铁导致的氧化胁迫。3.在亚细胞水平上,缺铁导致铁在叶片细胞壁中积累,细胞器和可溶性部分铁浓度降低。外源SA与NO促进了铁由叶片细胞壁向细胞内的转运,提高了细胞器与可溶性部分的浓度,降低了细胞壁中的浓度。同时也促进了铁在根部细胞壁向细胞器与可溶性部分的转运。4.液培试验条件下,与单独施用100μM SA或250μM SNP(NO供体)相比,添加100μM SA+250μM SNP复合处理对花生幼苗缺铁胁迫的缓解效应更显著。在低铁条件下, SA+SNP促进了花生植株对铁的吸收和转运,促进了铁和其他矿质元素的吸收平衡,提高了花生体内铁的再利用效率,促进了抗氧化酶活性的提高,从而有效缓解了缺铁胁迫对花生幼苗的抑制。5.盆栽试验条件下,在缓解石灰性土壤上花生缺铁方面,外源SA制成缓释颗粒和叶面喷施效果最佳,浸种和浇灌次之,直接施入土壤效果最差。外源SNP也是制成缓释颗粒和叶面喷施效果最佳,缓释袋装和缓释胶囊次之,直接施入土壤最差。外源SA与SNP在缓解石灰性土壤上花生缺铁黄化症上的机制,主要包括:外源SA与SNP提高了活性铁含量,提高了叶绿素含量,促进了光合作用;SA与SNP提高了H+-ATPase酶活性,降低了根际土壤pH,提高了土壤中可溶性铁含量,提高了Fe3+还原酶活性,促进了根系对铁的吸收;SA与SNP提高了抗氧化酶活性,缓解了缺铁造成的氧化胁迫;最终提高了花生的产量品质,提高了花生籽粒中铁的含量,有效缓解了石灰性土壤上花生缺铁黄化症。 ...

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