吲哚乙酸及褪黑素对菊芋铝毒响应的调控作用
酸性土壤约占我国土地总面积的22.7%，铝(aluminium,Al)为其限制菊芋(HelianthustuberosusL.)生长的最主要因素。吲哚乙酸(indoleaceticacid,IAA)或褪黑素(melatonin,MT)能减轻多种植物的铝毒伤害，但作用机理仍未明确。本文选取南京地区菊芋(耐铝)和资阳地区菊芋(铝敏感)为材料，砂培模拟铝胁迫，采用叶面喷施法缓解，以相对根长为指标筛选IAA与MT的最佳配比；通过植株生长指标、光合特性、抗氧化系统、渗透调节、根系损伤及有机酸的变化，研究IAA与MT对菊芋铝毒响应的调控作用；最后利用生长素合成抑制剂和运输抑制剂探究二者相互关系，为揭示菊芋耐铝机制提供线索。主要结果如下： 1.IAA同MT均存在低促高抑效应，10mg/LIAA使南京菊芋的相对根长较对照组减少12.90%，资阳植株于MT50mg/L水平减少14.68%。南京处理组在IAA4-6mg/L效果突出；资阳MT10-30mg/L区间差异不显著(P＞0.05)。进一步选取IAA(0、4、4.5、5、5.5、6mg/L)及MT(0、10、15、20、25、30mg/L)进行2因素6水平的正交实验，二者极差值为A因素＞B因素，且因素水平均为A4与B2最高，从而得到最优组合5mg/LIAA+10mg/LMT。 2.使用MT对2地区菊芋根长、株高、叶面积和干重的作用不如IAA。各缓解组叶绿素a(Chla)，叶绿素b(Chlb)增加，而Chla/Chlb减小；植株的初始荧光(F0)、非光化学淬灭系数(qN)及胞间二氧化碳浓度(Ci)降低；与此同时，光能转化效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)上升。MT组超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性增加，谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)显著(P＜0.05)提升。铝胁迫下，丙二醛(MDA)增加，脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)及可溶性蛋白(SP)减少，IAA+MT可有效改善此现象。植株根系活力下降，桑色素染色显示南京Al组的荧光较资阳亮，缓解组信号明显减弱。南京菊芋根尖铝含量为资阳的1.28倍，说明其铝耐受能力更强；IAA+MT组铝积累显著降低，南京与资阳分别减少了44.79%和48.84%。 3.Al、生长素合成抑制剂(L-2-aminooxy-3-phenylpropionicacid,L-AOPP)或是运输抑制剂(triiodoberzoicacid,TIBA)处理后，根尖IAA含量显著(P＜0.05)减少。外源IAA对Al和L-AOPP组改善较好，资阳增加85.36%，南京增长率为58.83%。MT对南京L-AOPP组效果不佳，TIBA组二者均无法发挥作用。说明生长素合成受限，IAA可以通过极性运输方式到达所需部位；MT的效果不如IAA，与内源IAA减少有关；生长素运输障碍时，叶面IAA将无法转运至根尖。 综上可知，IAA对2地菊芋生长指标的提升要优于MT；MT对光合及抗氧化系统的作用要优于IAA；MT促进根系伸长依赖IAA的存在；二者配合使用能够实现较为理想的缓解效果。
铝胁迫;菊芋;吲哚乙酸;褪黑素;光合特性;有机酸
浙江师范大学
硕士
植物学
刘鹏
2021
中文
S632.9
2021-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）