NO_3~-胁迫对草莓幼苗生理生化特性影响及SNP缓解效应

NO_3~-胁迫对草莓幼苗生理生化特性影响及SNP缓解效应
温室、大棚等设施栽培条件下因缺少雨水淋洗,且温湿度、通气状况及水肥管理等均与露地不同,加之又长期处于高集约化、高复种指数、高肥情况下,设施土壤次生盐渍化现象日趋加重。

近年来草莓(Fragaria ananassa Duch.)因高营养价值、高经济效益,在设施栽培中面积不断扩大。

草莓为盐敏感植物,盐害阈值仅为1d S/m,土壤次生盐渍化成为制约设施草
莓栽培的重要障碍因子。

次生盐渍化的温室土壤中阴离子主要是NO3-,阳离子则以Ca2+、K+为主。

研究表明,一氧化氮(NO)在提高植物的抗逆性、缓解盐碱胁迫等方面具有重
要作用。

因此,本试验通过研究NO3-胁迫对草莓生理生化特性的影响及SNP缓解效应,以期为减轻设施土壤次生盐渍化对草莓危害提供理论依据和开辟新的缓解
途径。

主要研究结果如下:1.沙培条件下,增加NO3-浓度处理8 d后,草莓生长受抑制;当NO3-浓度达到160mmol·L-1时叶片边缘萎蔫干枯。

所有增加NO3-浓度处理的叶片、根系含水量均较对照(NO3-浓度16 mmol·L-1)显著下降;地上部和地下部干鲜重也均低于对照,根冠比稍升高,但差异不显著。

随NO3-浓度的升高,电解质渗漏率、丙二醛含量升高,可溶性糖含量先升高后降低,脯氨酸含量显著升高;POD、SOD活性呈先上升后下降趋势。

NO3-胁迫下叶片光合色素含量下降,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(q P)均比对照显著降低;胞间CO2浓度(Ci)呈先降低后升高趋势,气孔限制值(Ls)呈先升高后降低趋势;非光化学猝灭系数(q N)随NO3-浓度增加逐渐升高。

随NO3-浓度增加,草莓叶片及根系中硝态氮、铵态氮、全氮以及凯氏氮含量
逐渐增加,蛋白氮含量减少;硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均随NO3-浓度增加呈现先升高后降低趋势。

随NO3-处理浓度增加草莓幼苗叶片净光合速率下降、PSII电子传递受阻,氮素积累,高NO3-浓度下氮代谢酶活性降低,不利于草莓幼苗的生长。

2.NO3-胁迫显著抑制了草莓幼苗的生长,表现为植株地上部和地下部干鲜重明显下降。

外施SNP显著提高了NO3-胁迫下叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及总叶绿素的含量,促进叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)以及荧光参数ΦPSII、Fv/Fm的升高,有利于植物光合作用的进行,有效缓解硝酸盐胁迫对草莓幼苗生长的抑制。

外源增加SNP可有效减少草莓叶片电解质渗漏率及丙二醛(MDA)含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)的活性。

外源NO可提高硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)及谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,促进硝态氮的转化并加快铵的同化,促进蛋白氮的合成。

SNP类似物亚铁氰化钠(SF)对NO3-胁迫下草莓幼苗生长及氮代谢无影响;添加NO清除剂牛血红蛋白后,能显著消除外源NO的缓解效果。

表明外源NO在一定程度上可以通过提高抗氧化酶活性,降低膜脂过氧化程度;外源NO也可在一定程度上参与植株体内氮代谢的调控,缓解植株铵盐毒害。