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盐害和微量元素缺乏症是限制农业生产发展的两个主要的障碍因子。
水杨酸是植物体内普遍存在的一种酚类次生代谢物质,具有多种生理作用。越来越多的研究显示,水杨酸提高植物对冷害、旱害、盐害、重金属毒害等非生物逆境抗性的作用具有普遍性。但水杨酸提高植物耐盐性的机理目前还不清楚。另外,水杨酸的化学结构上具有羟基和羧基,能够与过渡金属离子形成配合物,具有稳定铁锌等微量元素的潜在能力。然而水杨酸在植物铁锌营养中的作用还鲜有报道。本文以“鲜红”品种草莓(Fragaria ananassa)为试材,明确了外源水杨酸提高草莓耐盐性的作用,初步研究了水杨酸预处理提高草莓叶圆片耐盐性的机理,以及水杨酸铁锌作为肥源对不同pH下草莓植株生长的影响。试验结果如下:
1.适当浓度的外源水杨酸能够提高草莓盆栽苗、组织培养苗和叶圆片的耐盐性。草莓盆栽苗在100mmol·L-1氯化钠胁迫下生长受到明显抑制,组织培养苗和叶圆片在50mmol·L-1氯化钠胁迫下也分别表现出生长明显受抑和组织坏死。在氯化钠处理的同时施用水杨酸,能够降低盐胁迫下草莓叶片质膜相对透性和过氧化程度,提高叶绿素含量,从而缓解氯化钠对草莓组织的伤害,改善草莓的生长状况。缓解盆栽苗、组织培养苗和叶圆片盐害的最有效的水杨酸浓度分别为0.4、0.04和0.1mmol·L-1。
2、预处理浓度和时间决定水杨酸诱导草莓叶圆片耐盐性的效果。在所有处理组合中,以1mmol·L-1SA预处理3h的组合对减轻叶圆片盐害的效果最好。1mmol·L-1SA预处理初期诱导O2·-和H2O2迅速积累,顺乌头酸酶和过氧化氢酶活性不断下降,而·OH产生速率明显降低。预处理末期,O2·-和H2O2显著降低,而抗氧化酶活性极大提高。在盐胁迫下,清水预处理的叶圆片出现较低峰值的活性氧积累,·OH产生速率也较高,而SA预处理的没有出现活性氧积累,顺乌头酸酶和抗氧化酶活性也较高。研究认为,SA能够通过调控草莓叶圆片的活性氧代谢来诱导耐盐性:一是SA通过诱导H2O2等活性氧适度的积累,诱导包括抗氧化酶活性在内的抗性系统的建立,提高了机体抗氧化胁迫的能力;二是SA显著降低了·OH的产生速率,极大的降低了活性氧积累所带来的氧化伤害。
3、在试验所采用的浓度范围内,低于正常营养液铁锌浓度的水杨酸铁锌能够维持不同pH条件下草莓叶片较高的叶绿素含量,提高SOD的活性,明显促进草莓的生长;高于正常营养液铁锌浓度时,水杨酸铁锌对草莓的生长反而表现出抑制作用。