外源褪黑素对高温胁迫下茄子幼苗光合和生理特性的影响

吴雪霞1,2, 张圣美1,2,3, 张爱冬1,2, 朱宗文1,2, 田守波1,2, 李贤1,2, 姚静4, 查丁石1,2,*
1上海市农业科学院园艺研究所, 上海201403; 2上海市设施园艺技术重点实验室, 上海201403; 3南京农业大学园艺学院, 南京210095; 4临沂市农业局, 山东临沂276001

通信作者:4, 查丁;E-mail: dingshizha@aliyun.com

摘 要:

以茄子(Solanum melongena)为试材, 利用人工气候室进行高温处理, 研究外源褪黑素(MT)对高温胁迫下茄子幼苗叶绿素含量、气体交换参数、碳水化合物含量以及相关酶活性的影响。结果表明, 与对照相比, 高温处理下茄子幼苗叶片叶绿素含量、 核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RuBisCO)活性和净光合速率(Pn)均显著降低, 而气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)均显著增加; 可溶性糖、蔗糖、果糖含量和蔗糖合成酶(SS)活性显著升高, 淀粉含量以及酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性均显著降低。与单纯高温胁迫相比, 叶片喷施外源MT除使Ci降低外, 碳水化合物含量及代谢相关酶活性均显著提高, 缓解了高温胁迫对茄子幼苗光合色素合成及光合作用的抑制。同时, 外源MT能显著降低高温胁迫下茄子幼苗叶片丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O¯2· )产生速率和过氧化氢(H2O2)含量, 增强茄子幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性, 提高抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白质含量。以上结果说明外源MT可通过提高光合色素含量增强茄子植株碳水化合物代谢的能力, 调节代谢相关酶活性, 抑制高温胁迫条件下茄子幼苗体内活性氧(ROS)的产生,提高抗氧化酶系的活性及抗氧化物质的含量, 降低膜质过氧化水平, 保护脂膜的完整性, 从而提高幼苗抵抗高温胁迫的能力。

关键词:褪黑素; 茄子幼苗; 高温胁迫; 光合作用; 碳代谢; 活性氧代谢

收稿:2018-08-30   修定:2019-12-19

资助:“十三五”国家重点研发计划(2017YFD0101904)、农委基础项目[沪农科攻字(2015)第6-2-3号]和国家大宗蔬菜体系项目(CARS-25)。

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