外源性可溶性糖对长春花响应盐胁迫的影响

为了揭示可溶性糖中不同浓度的海藻糖、蔗糖在植物与盐胁迫环境相互作用过程中可能的生物学功能,本研究以长春花(Catharanthus roseus)幼苗为研究对象,就长春花幼苗在正常条件,盐(NaCl)胁迫条件,外施不同浓度可溶性糖对幼苗盐(NaCl)胁迫的表型改变、光合影响、渗透调节及氮代谢,碳代谢变化展开讨论。 研究发现,250mM NaCl处理对长春花幼苗产生严重胁迫,直接的结果是植株生长受到抑制,叶片相对含水率(RWC)降低,光合作用下降,光合产物减少等。 不同浓度海藻糖处理对幼苗的生长及形态特征影响呈显著差异。ST+10mM Tre处理显著增加长春花幼苗盐胁迫的主茎高、根长、叶面积,地上地下生物量及整株生物量,提高叶生物量比(LMR)以及单位叶面积质量(LMA)。此外低浓度海藻糖处理还有效提高幼苗的光合作用,叶绿素a、b含量及叶片相对含水率(RWC)等;幼苗体内可溶性糖(尤其是蔗糖及海藻糖)、游离氨基酸(脯氨酸、赖氨酸、天冬氨酸等)也大幅度增加。从形态学方面及光合作用判断,ST+30mM Tre处理对长春花幼苗缓解盐胁迫也有一定的作用,但效果与10mM相比不显著。ST+50mM Tre处理对盐胁迫几乎无拮抗效用,高浓度的外源海藻糖对长春花幼苗有一定的毒害作用。 外源性蔗糖在一定程度上能缓解盐胁迫对长春花幼苗造成的危害。不同浓度蔗糖处理对盐胁迫中幼苗生长及形态特征影响不显著,初期ST+100mM Suc与ST+150mMSuc处理呈现相似的效果,而中后期ST+100mM Suc处理幼苗生长相对良好。相比浓度低的外源蔗糖处理,浓度较高的外源性蔗糖更能缓解盐胁迫导致幼苗生物量、光合作用、离体叶片相对含水率的下降,增加幼苗渗透调节能力。中后期,高浓度蔗糖导致非结构性碳水化合物的反馈抑制及复杂的环境作用,也会导致幼苗生长缓慢、光合作用下降等影响。 比较外源性海藻糖、蔗糖对长春花幼苗盐胁迫的渗透调节作用,ST+10mM Tre处理效果与初期ST+150mM Suc处理相似,说明在对盐胁迫的拮抗作用上面,外源性少量的海藻糖就可以达到倍数级外源性蔗糖的效果。选择合适种类及浓度可溶性糖作为提高植株抗性的补充剂需要注意海藻糖对高等植物的毒害作用及高浓度蔗糖的糖分反馈抑制等影响。