外源亚精胺对铅胁迫下茶树生长的影响

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近些年来随着工业和交通业的发展,重金属铅广泛存在于空气、水和土壤中,严重影响了人类的健康。铅能够通过植物根系或叶片进入植物体中并大量累积,致使植物体的内活性氧代谢失衡,抑制了植物生长发育。茶树在我国是重要的经济树种之一,易吸收并累积铅离子,茶叶铅超标问题严重影响了我国茶叶生产、消费和出口,因此对茶树的铅污染问题进行深入研究至关重要。目前,有关茶树铅污染问题的研究主要为探索铅污染途径、铅胁迫对茶树生长的影响和茶树对铅离子的吸收累积特性等方向,对铅污染进行防治的研究并不多见。多胺(Polyamines)是一类植物体内广泛分布的天然抗氧化剂,常见的有亚精胺(Spd)、精胺(Spm)以及腐胺(Put),具有调节植物生长发育、提高植物对胁迫的抗性、延缓植物衰老等作用。已有研究表明,外源Spd能缓解植物的重金属毒害,提高植物对重金属胁迫的抗性。而对外源Spd能否提高茶树对铅胁迫的抗性还未见报道,所以本研究以茶树幼苗为试材,设置重金属铅为胁迫因子,采用盆栽受控法,研究外源Spd对铅胁迫下茶树生长的影响,以验证外源Spd能否提高茶树对铅胁迫的抗性,为茶树栽培中铅污染防治奠定基础。本研究主要结果如下:1.铅胁迫条件下,当基质铅质量分数为100mg·kg-1时,茶树幼苗的株高和茎粗增长量、全株干重和鲜重、抗氧化酶系统活性、可溶性蛋白含量和叶绿素含量等均得到了一定程度的升高,且升高程度比50mg·kg-1铅处理好,说明低浓度的铅胁迫由于诱导作用能够有效刺激茶树生长,但是随着基质铅质量分数的升高,茶树幼苗的株高和茎粗增长量、全株干重和鲜重、抗氧化酶系统活性、可溶性蛋白含量和叶绿素含量显著降低,茶树生长受到抑制,且基质铅质量分数为600mg·kg-1时,有3株茶苗由于胁迫而干枯死亡。2.正常基质栽培条件下,浓度为0.2、0.5、1.0、1.5mmol·L-1的外源Spd处理在一定程度上提高了茶树幼苗叶片的保护酶活性和可溶性蛋白含量,降低了超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)含量、丙二醛(MDA)含量、叶片相对电导率和脯氨酸含量,对茶苗的生长有促进作用,但效果不显著,而2.0mmol·L-1的Spd对茶苗的生长有不显著的抑制作用;六个不同浓度的外源亚精胺均提高了300mg·kg-1的铅胁迫下茶树幼苗叶片的保护酶活性和可溶性蛋白含量,降低了超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)含量、丙二醛(MDA)含量、叶片相对电导率和脯氨酸含量,缓解了茶苗受到的铅胁迫伤害,提高了茶苗对铅胁迫的抗性,促进了茶苗生长,其中1.0mmol·L-1的Spd对茶树抗铅胁迫能力提高效果最好。3.基质铅质量分数为300mg·kg-1的铅胁迫显著降低了茶树幼苗的株高和地径增长量、全株鲜重和干重、叶片相对含水量、叶片叶绿素含量、叶片光合作用、叶绿素荧光和茶叶内含物质含量,抑制了茶苗的正常生长;而1.0mmol·L-1的外源Spd喷施处理不仅提高了正常基质栽培条件下茶树幼苗的株高和地径增长量、全株鲜重和干重、叶片相对含水量、叶片叶绿素含量、叶片光合作用、叶绿素荧光和茶叶内含物质含量,而且有效缓解了铅胁迫对茶树生长的抑制作用,保障了逆境下茶树幼苗的正常生长。综上所述,低浓度铅胁迫能刺激茶树生长,随着基质铅质量分数的升高茶树生长受到显著抑制,用1.0mmol·L-1的外源Spd喷施铅胁迫下的茶苗叶面,能够有效缓解茶树受到的伤害,提高茶树的抗铅胁迫能力,促进逆境中茶树的正常生长。
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