《植物生理学报》 2019, 55(1): 91-98

外源H₂S对桃根系构型及叶片光合特性的影响

高晓兰, 吴雪莲, 张淑辉, 杜安齐, 肖元松^*, 彭福田

山东农业大学园艺科学与工程学院, 作物生物学国家重点实验室, 山东泰安271018

通信作者：肖元松；E-mail: 肖元松(ysxiao@sdau.edu.cn)、彭福田 (pft@sdau.edu.cn)

摘　要：

以一年生毛桃(Prunus persica)实生苗为试材, 研究了0、 0.05、 0.1、 0.2、 0.3 mmol·L^-1硫氢化钠(NaHS)以及0.1 mmol·L^-1硫化氢(H₂S)清除剂亚牛磺酸(HT)对桃实生苗根系构型、叶片光合特性、根系和叶片中H₂S合成酶编码基因(PpDCD和PpLCD)表达及根系H₂S含量的调控作用。结果表明, 与对照相比, 0.1~0.3 mmol·L^-1 NaHS处理显著提高了桃实生苗根系活力、一级侧根数量、根系总长度、总体积、总表面积、平均直径、根尖数、分叉数、分形维数、根冠比、叶片净光合速率以及植株生物量, 以0.2 mmol·L^-1 NaHS处理作用最显著,较高浓度(0.3 mmol·L^-1) NaHS处理对根系生长和叶片光合作用的促进作用减弱; 0.2 mmol·L^-1 NaHS+0.1 mmol·L^-1 HT处理部分消除了外源H₂S对根系生长、叶片光合作用及植株生物量积累的促进作用; 0.1 mmol·L^-1 HT处理抑制了根系生长, 降低了叶片光合作用水平和植株生物量的积累。其他钠盐Na₂SO₄、 Na₂SO₃、 NaAc、NaHSO₄、 NaHSO₃)对根系生长的作用效果甚微, 表明NaHS对桃实生苗根系生长的促进作用归因于其释放的H₂S。 0.2 mmol·L^-1 NaHS处理后, 桃实生苗根系和叶片中PpDCD和PpLCD表达量分别在2和4 h达到最高水平, 随后均逐渐下降至初始水平。 0.2 mmol·L^-1 NaHS处理显著提高了桃实生苗根系H2S含量。可见, 外源H₂S可诱导桃实生苗根系和叶片中H₂S合成酶编码基因表达, 提高根系内源H₂S含量, 并促进根系生长, 提高叶片净光合速率。

关键词： 桃实生苗; 外源H₂S; 根系构型; 光合特性

资助：国家自然科学基金(31801812)、国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS: 30-2-02)、山东省自然科学基金(ZR2017BC017)和山东省“双一流”建设奖补资金(SYL2017YSTD10)。