壳聚糖和水杨酸诱导番茄幼苗耐热机理的研究

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番茄整个生育期的最适温度是22~28℃之间,若低于15℃或高于28℃易发生落花、落果。当温度达到30℃以上时,同化作用显著降低,升高至35℃以上时,生殖生长受到干扰并遭到破坏,即使是短时间45℃的高温,也会产生生理干扰,导致落花落果或果实不发育。番茄在南方炎热多雨的地区不易越夏,一般采用春夏和秋冬栽培。随着保护地栽培的迅速发展,反季节蔬菜栽培技术的推广,地膜、遮阳网、塑料大棚、温室的兴起,对蔬菜作物的生长环境控制能力有所改善。得蔬菜栽培、上市季节时间得以增加、延长。随着近年来全球气温上升的效应越来越突出,南方各省夏季保护地栽培中也常常出现异常、持续性高温,对番茄的生长发育造成严重破坏,最终造成减产,这对于生产者和消费者来说都是巨大的损失。因此如何保证夏季高温炎热时期的番茄生产成为了紧迫的问题。为了增强幼苗的耐热能力前人在实际生产中采取了炼苗、遮阳、通风等措施。现在高温炎热对蔬菜作物的形态结构、生理生化、信号传递、基因表达等抗热机理也成为众多学者普遍关注的问题。水杨酸及壳聚糖正是对植物的逆境环境都有响应的一类新型的外源物质,并且预处理番茄后的抗热效果及造成番茄耐热机理的研究还少有探索。本试验选取水杨酸、壳聚糖两种外源物质,采用叶面喷施的诱导方法,研究了番茄幼苗在预处理后又经历高温逆境下耐热能力的变化。而后进一步采用两种外源物质复配处理诱导番茄幼苗,研究复配处理诱导番茄的生理生化变化,以及对抗氧化酶系统的影响,探索复配处理是如何来影响植物在逆境下的生理代谢。试图为夏季高温逆境中番茄育苗、栽培工作遇到的问题提供更为深入的理论基础,提出一条缓解和抵抗高温危害的方法。本试验研究结果如下:1.外源水杨酸30~120mg·L-1、壳聚糖30~120mg·L-1预处理番茄幼苗,在高温逆境下以60 mg·L-1水杨酸、90 mg·L-1壳聚糖预处理能显著降低细胞电解质的渗出,降低膜脂过氧化产物丙二醛含量,提高叶片游离脯氨酸含量,减缓叶绿素的分解。缓解了高温对番茄幼苗的危害。2.以60 mg·L-1水杨酸和90 mg·L-1壳聚糖进行复配预处理番茄幼苗,在高温逆境下同样可以降低细胞电解质的渗出,降低膜脂过氧化产物丙二醛含量,提高叶片游离脯氨酸含量。说明复配处理同样可以诱导番茄增加对高温逆境的抵抗力。3.以60 mg·L-1水杨酸、90 mg·L-1壳聚糖及复配预处理番茄幼苗,在高温胁迫时测定番茄叶片中超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)保护酶的活性。三种预处理均能提高各种酶活性,减轻活性氧伤害,说明外源物质通过预处理来调节SOD、POD、CAT、APX等酶的活性,达到了维持细胞膜系统稳定的效果,从而增强番茄幼苗对高温的抗逆能力,促进番茄的生长。4.通过试验统计分析水杨酸+壳聚糖复配处理与单一施用在效果上没有明显差异,并没有表现出一定的增效作用或拮抗作用。这可能是由于复配处理的浓度规律还存在一定的偏差,需要在今后的研究中继续探索。
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