【摘 要】
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番茄是在世界各地广泛种植的蔬菜作物。近年来,土壤次生盐渍化导致番茄生长发育受抑,光合能力降低,产量和品质衰减严重,成为限制番茄生产水平的重要非生物胁迫因素之一。因此,研究番茄耐盐性及其调控机理具有重要意义。本研究以番茄品种“中蔬4号”为试验材料,通过对100 mmol·L-1NaCl胁迫下采用营养液水培的番茄幼苗分别喷施0.5 mmol·L-1 GSNO(S-亚硝基谷胱甘肽,NO供体)(NG处理)
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番茄是在世界各地广泛种植的蔬菜作物。近年来,土壤次生盐渍化导致番茄生长发育受抑,光合能力降低,产量和品质衰减严重,成为限制番茄生产水平的重要非生物胁迫因素之一。因此,研究番茄耐盐性及其调控机理具有重要意义。本研究以番茄品种“中蔬4号”为试验材料,通过对100 mmol·L-1NaCl胁迫下采用营养液水培的番茄幼苗分别喷施0.5 mmol·L-1 GSNO(S-亚硝基谷胱甘肽,NO供体)(NG处理)、1 mmol·L-1 c PTIO(NO清除剂)(NP处理)、1 mmol·L-1 c PTIO+0.5 mmol·L-1 GSNO(NGP处理),研究外源GSNO对NaCl胁迫下番茄幼苗盐适应性和生长发育的调控作用。研究结果如下:1.外源GSNO的施用能显著提高脯氨酸(Pro)和K+、Ca2+及Mg2+含量,降低电解质渗透率、Na+和丙二醛(MDA)含量,而外源c PTIO可不同程度削弱盐胁迫下施用GSNO对以上指标的作用。这些结果表明,外源GSNO可通过提高盐胁迫下番茄幼苗细胞渗透调节能力、降低细胞膜脂过氧化和膜结构损伤程度、减轻Na+的离子毒害,从而缓解盐胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用。2.盐胁迫下番茄幼苗施用外源GSNO后,提高了叶绿素含量,Fv/Fm(PSII最大光化学效率)、q P(光化学猝灭系数)和处理第9 d的Y(II)(实际光化学效率)、ETR(光合电子传递速率),降低了处理第6 d和9 d的Y(NO)(PSII非调节性能量耗散的量子产量)和NPQ(非光化学猝灭系数),上调了整个处理期间卡尔文循环关键酶Rubisco初始和总活性、RCA(Rubisco活化酶)、SBPase(景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶)、PGK(磷酸甘油酸激酶)和处理第3 d和6 d的GAPDH(磷酸甘油醛脱氢酶)、处理第3 d和9 d的FBPase(果糖-1,6-二磷酸酶)活性。而与NaCl胁迫下喷施GSNO处理(NG处理)相比,NaCl胁迫下喷施c PTIO+GSNO处理(NGP处理)降低了番茄幼苗的叶绿素含量、处理第9 d的NPQ,并下调了整个处理期间Rubisco总活性、处理第6 d和9 d的Rubisco初始活性和RCA活性、处理第3 d和6 d的SBPase和PGK活性。这些结果表明,外源GSNO通过调控盐胁迫下番茄光化学反应中心活性、PSII的光合电子传递速率和碳同化效率来提高番茄光合能力。3.采用RNA-Seq技术,对CK(非NaCl胁迫处理)、N(NaCl胁迫处理)、NG、NP和NGP处理下番茄幼苗叶片进行了转录组学分析。通过对CK vs N、N vs NG、N vs NP和NP vs NGP四个比较组的差异表达基因(DEGs)进行统计及GO、KEGG分析。结果发现四个比较组分别筛选到1198、83、599和683个DEGs。通过对GSNO诱导相关的DEGs进行分析,发现外源GSNO能够通过调控与谷胱甘肽代谢、磷酸化和激素信号转导途径、光合作用、糖类代谢以及苯丙烷生物合成等通路上相关的基因的表达水平,从而缓解盐胁迫对番茄幼苗光合作用、氧化还原稳态和能量代谢的不利影响。
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