硫化氫對鋁脅迫下油菜生長的影響及調(diào)控機理研究.pdf

1、全世界大約有30％的可耕地為酸性土壤。在中國，酸性土壤遍及南方15個省區(qū)，總面積占全國土地總面積的22.7％。鋁毒被認為是酸性土壤中限制作物生長的主要障礙因子，嚴重制約農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。解決土壤酸鋁問題，對提高全球作物產(chǎn)量具有重要意義。H2S作為一種新型的信號分子，已被證明參與調(diào)節(jié)植物的多種生理過程。
　　為探究外源H2S對油菜是否有緩解鋁毒作用，本研究以甘藍型油菜品種浙雙758（Brassica napus L.cv.Zhesh

2、uang758）為試驗材料，對發(fā)芽期及苗期油菜幼苗進行了NaHS（H2S供體）和鋁(Al3+)的不同濃度處理，研究了外源H2S對鋁脅迫下發(fā)芽期、苗期油菜苗生長及生理的影響，測定了油萊苗生物量積累等生長指標，Al積累量、活性氧、抗氧化酶活性等生理指標，并觀察了葉肉細胞、根尖細胞的超微結(jié)構(gòu)，探討了H2S緩解鋁脅迫對油菜生長影響的機理。所得主要結(jié)果如下:
　　1.實驗室試驗研究結(jié)果顯示，鋁脅迫對發(fā)芽期油菜幼苗的生長產(chǎn)生了明顯的抑制作用。

3、具體表現(xiàn)在油菜苗莖、根長減小，生物量積累下降，活性氧產(chǎn)生、膜脂過氧化加劇，莖中Al積累增多，抗氧化酶活性降低。而H2S預處理降低了酸鋁脅迫下油菜幼苗葉和根中的MDA和H2O2水平，APX、CAT、SOD、POD和GR等抗氧化酶活性增強。另外，高鋁脅迫對油菜幼苗葉肉細胞和根尖細胞超微結(jié)構(gòu)造成嚴重破壞，葉綠體中類囊體膜降解，基粒片層稀疏，淀粉粒增多。根尖細胞液泡中及細胞壁周圍可見Al沉積，細胞器模糊不清。而在同濃度Al3+脅迫條件下，H2S

4、預處理有效緩解了Al3+對幼苗細胞結(jié)構(gòu)的破壞。葉肉細胞結(jié)構(gòu)清晰，葉綠體發(fā)育良好，淀粉粒減少。根尖細胞中線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細胞器再現(xiàn)。
　　2.溫室水培試驗結(jié)果表明，0.3 mM外源H2S可緩解由鋁毒造成的根伸長抑制，促進了鋁脅迫下油菜苗根長、生物量等多項生長指標的恢復，這可能與H2S處理下鋁在油菜苗體內(nèi)積累的減少密切相關(guān)。外源H2S還通過減輕鋁脅迫對葉綠素含量下降的影響，從而緩解了鋁對油菜光合作用的抑制。鋁脅迫下油菜葉和根

5、中O2·-、H2O2和MDA積累增多，外源H2S通過激活抗氧化酶系統(tǒng)活性，促進了油菜苗對活性氧的清除，減輕了鋁誘導的氧化脅迫損傷。高濃度鋁處理時，葉肉細胞中線粒體雙層膜開始解體，部分線粒體呈透明狀，嵴突數(shù)量減少，根尖細胞產(chǎn)生了較嚴重的變形，出現(xiàn)了輕微的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，細胞內(nèi)外壁以及細胞內(nèi)部均存在一定量的黑色沉積物，細胞壁變薄且表現(xiàn)出犬齒狀的變形。細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)模糊，細胞器解體。外源添加H2S后，油菜葉肉細胞葉綠體形狀、基質(zhì)密度和基粒結(jié)構(gòu)等得