干旱和外源H2O2根系饲喂对刺槐活性氧代谢的影响

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong489
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有关活性氧参与植物信号转导过程的研究已成为近年来的研究热点。前人的实验已证实活性氧可以作为信号物质在气孔开张度的诱导调节中发挥作用,但尚不清楚土壤干旱诱发根系中产生的活性氧可否作为根源信号运往地上组织,并参与干旱诱导调控的气孔关闭过程。本研究以刺槐(Robinia pseudoacacia)为材料,分别通过盆栽控水与外源过氧化氢(H2O2)根系喂饲两种处理方法,研究了适宜水分、中度与重度水分亏缺三种土壤水分条件对刺槐叶片、根系、木质部与韧皮部汁液中H2O2和超氧阴离子(O2-)的含量、分布与抗氧化酶活性的影响;与外源H2O2根系饲喂条件对刺槐实生苗叶片与根系中H2O2的含量、分布与抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)随着土壤水分亏缺的加剧,刺槐叶片中H2O2含量呈现显著升高的趋势,叶脉中H2O2的含量升高,分布范围扩大,粗根与细根中的H2O2含量虽有上升,但趋势并不显著;而O2-的含量在叶片与根系中均呈现上升趋势,仅在重度水分亏缺下具有显著性。因此,叶片是刺槐H2O2大量积累的部位,而根系则是O2-大量积累的部位,且刺槐体内O2-含量远远低于H2O2含量水平。与此同时,刺槐木质部汁液中H2O2和O2-水平显著增加,但在韧皮部汁液中这两者的含量并没有受到水分亏缺加剧的显著影响。(2)干旱条件下,刺槐叶片中的CAT、POD与细根中的CAT的活性在中度水分胁迫下显著上升,但在重度水分胁迫下没有显著性变化;根系中的POD活性随着水分胁迫的加剧显著下降;叶片与根系中SOD的活性随着水分胁迫的加剧均呈现上升趋势但不显著。(3)经过外源H2O2根系饲喂的刺槐实生苗叶片与根系中的H2O2含量均随着饲喂浓度的升高而上升,并且H2O2在叶片中的分布范围扩大,叶脉中的含量升高。随着根系饲喂H2O2浓度的升高,刺槐实生苗根系中SOD、CAT、POD的活性均呈显著下降的趋势,叶片中CAT的活性则呈逐渐上升的趋势;在最低饲喂浓度下,叶片中的SOD、POD活性较对照组相比都有显著的提高。综上所述,随着土壤水分亏缺的加剧,刺槐幼苗叶片与根系中H2O2和O2-的水平均显著上升;H2O2可以随着木质部汁液从地下部分运输至地上部分,并在叶片叶脉中大量积累,刺槐实生苗根系饲喂的外源H2O2也可以运输至叶片中并大量积累;土壤水分亏缺与外源H2O2根系饲喂均可以在一定程度上提高刺槐抗氧化酶的活性。研究者推测刺槐的木质部汁液中存在有一定水平的H2O2,而且其含量变化可以被土壤干旱和根系外源饲喂H2O2所诱导,地上叶片中的抗氧化酶的活性也随之改变。该结果将有助于进一步探讨和阐明干旱诱导的根系活性氧迸发是否能作为根源信号参与气孔的调节过程这一问题。
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