外源ALA和SNP對(duì)干旱脅迫下決明種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響.pdf

1、決明(Cassiaobtus扣liaL.)為豆科(Leguminosae)云實(shí)亞科(CaesalpinioideaeTaub.)決明屬(Cassla)一年生半灌木狀草本,以其種子入藥,藥材名為決明子。決明子具有祛風(fēng)散熱,清肝明目,潤(rùn)腸通便等功效,是國(guó)家衛(wèi)生部公布的69種藥食同源的物質(zhì)之一。決明子作為我國(guó)的一味傳統(tǒng)中藥材,近年來(lái)越來(lái)越受到人們的青睞,因其不但具有藥用價(jià)值,還含有多種維生素、豐富的氨基酸、脂肪和碳水化合物等,具有很好的保健功

2、能。而市場(chǎng)上的決明子大部分是由人工栽培提供,并且在眾多栽培時(shí)的環(huán)境因素中,限制植物生長(zhǎng)的最普遍因素之一是水分,尤其是干旱的環(huán)境,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)決明子的研究多集中在化學(xué)成分及藥理作用方面,有關(guān)決明子生理方面的研究報(bào)道較少。而且關(guān)于5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinicacid,ALA)的研究也主要集中在對(duì)農(nóng)作物光合系統(tǒng)和抗逆性等方面,對(duì)NO提高植物的抗逆性研究也多以大田作物和蔬菜為材料,這2種提高植物抗逆性的物質(zhì)在藥用植物上少有

3、報(bào)道,對(duì)于中藥決明逆境生理方面的研究更是未見(jiàn)報(bào)道,所以研究外源ALA和NO供體硝普鈉(sodiumnitroprusside,SNP)緩解干旱脅迫對(duì)決明生長(zhǎng)過(guò)程中的傷害作用具有重要的理論和實(shí)踐意義。因此,本試驗(yàn)以15%的聚乙二醇(PEG-6000)為干旱脅迫的處理濃度,研究不同濃度的外源ALA和NO供體SNP對(duì)干旱脅迫下決明種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和相關(guān)生理特性的影響,篩選出ALA和SNP緩解決明干旱脅迫的適宜濃度,探討外源ALA和SNP緩解

4、決明干旱脅迫的生理生化機(jī)制,并對(duì)2種外源物質(zhì)的作用效果進(jìn)行比較,為決明子的育種和農(nóng)業(yè)栽培提供理論依據(jù)。其研究結(jié)果如下:
　　 1、15%PEG-6000的干旱脅迫明顯降低了決明種子萌發(fā)的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù),抑制了決明幼苗胚根和下胚軸的生長(zhǎng);干旱脅迫明顯降低了決明幼苗葉片的葉綠素a、葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素的含量,提高了葉綠素b的含量,降低了葉綠素a/b值,但在干旱脅迫下類(lèi)胡蘿卜素/葉綠素的值在第3和8d時(shí)比空白對(duì)照高。但在15

5、和22d時(shí)又比空白對(duì)照略低;干旱脅迫也明顯提高了葉片中超氧陰離子(O2-·)和丙二醛(MDA)的含量,增強(qiáng)了超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)及過(guò)氧化物酶(POD)酶的活性:決明幼苗葉片中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量在干旱脅迫下也明顯增加了。
　　 2、經(jīng)過(guò)ALA和SNP處理后,決明種子萌發(fā)的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)有不同程度的提高,幼苗胚根和下胚軸也有不同程度的增長(zhǎng)。在5.150mg·L-1的ALA

6、中,75mg·L-1ALA提高3個(gè)種子萌發(fā)指標(biāo)的效果最顯著,促進(jìn)胚根和下胚軸生長(zhǎng)的作用也最明顯,表明此濃度的ALA處理對(duì)干旱脅迫的緩解作用最好;而在0.01-0.50mmol·L-1的SNP中,0.25mmol·L-1ISNP提高3個(gè)種子萌發(fā)指標(biāo)的效果最顯著,促進(jìn)胚根和下胚軸生長(zhǎng)的作用最明顯,也表明此濃度的SNP處理對(duì)干旱脅迫的緩解作用最好。比較這2種外源物質(zhì)對(duì)干旱脅迫下決明種子萌發(fā)和幼苗胚根及下胚軸生長(zhǎng)的影響情況,在種子萌發(fā)階段,AL

7、A的總體緩解效果更好:但在幼苗胚根和下胚軸生長(zhǎng)階段,SNP促進(jìn)其生長(zhǎng)的作用更明顯。
　　 3、外源ALA和SNP對(duì)干旱脅迫下決明幼苗葉片光合色素的含量也有較大的影響。它們不同程度地提高了干旱脅迫下葉綠素a、葉綠素及類(lèi)胡蘿卜素的含量和葉綠素a/葉綠素b及類(lèi)胡蘿卜素/葉綠素的值。而它們對(duì)葉綠素b含量的影響沒(méi)有明顯的規(guī)律,中低濃度的ALA和SNP能降低葉綠素b的含量,而高濃度的ALA和SNP卻能進(jìn)一步地促進(jìn)葉綠素b的生成。綜合結(jié)果分析

8、,75mg·L-1的ALA處理對(duì)葉綠素生成的促進(jìn)作用最明顯,0.50mmol·L-1的SNP處理對(duì)葉綠素生成的促進(jìn)作用最明顯。在對(duì)類(lèi)胡蘿卜素含量的影響中,卻是高濃度的150mg·L-1ALA和1.00mmol·L-1ISNP能更好地促進(jìn)類(lèi)胡蘿卜素的生成。
　　 4、在對(duì)決明幼苗葉片氧化損傷和抗氧化保護(hù)酶的影響中,經(jīng)過(guò)ALA和SNP處理后,決明幼苗葉片中的O2-·和MDA含量有不同程度的降低,SOD、CAT和POD酶活性大致上也是

9、降低的。75mg·L-1的ALA抑制O2-·和MDA生成的作用最好、降低CAT和POD酶活性的程度最高,而降低SOD酶活性程度最高的卻是100mg·L-1的ALA,總體上看75mg·L-1的ALA減輕干旱脅迫對(duì)幼苗葉片造成氧化損傷的效果最好。在0.01-0.50mmol·L-1的SNP中,0.50mmol·L-1的SNP抑制O2-·和MDA生成的作用最顯著,降低3種保護(hù)酶活性的程度也最高,即此濃度的SNP減輕干旱脅迫對(duì)幼苗葉片造成氧化損

10、傷的效果最好。這2種外源物質(zhì)對(duì)決明幼苗葉片氧化損傷和抗氧化保護(hù)酶的影響程度是相當(dāng)?shù)摹?br>　　 5、經(jīng)過(guò)ALA和SNP處理后,決明幼苗葉片中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)游離脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)的含量都有不同程度的下降,其中,75mg·L-1的ALA和0.50mmol·L-1的SNP降低干旱脅迫下這2種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的作用效果最好。而這2種外源物質(zhì)作用的差異性不明顯。
　　 綜上所述,在決明種子萌發(fā)和胚根及下胚軸生長(zhǎng)階段,75mg·L-1的A