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作物杂志,2021, 第1期: 118–123 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.017

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

干旱胁迫下外源亚精胺、甜菜碱对菘蓝种子萌发和幼苗生理特性的影响

韩多红1,2(), 王恩军2, 张勇2, 王红霞2, 王艳2, 王富2   

  1. 1河西学院生命科学与工程学院,734000,甘肃张掖
    2甘肃省河西走廊特色资源利用省级重点实验室,734000,甘肃张掖
  • 收稿日期:2020-05-14 修回日期:2020-11-05 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-23
  • 作者简介:韩多红,主要从事中药材栽培及药用植物资源利用等方面的研究,E-mail： handuohong@163.com
  • 基金资助:
    甘肃省河西走廊特色资源利用省级重点实验室面上项目(XZ1405);甘肃省高校产业支撑引导项目(2019C-01);全国第四次中药资源普查甘肃省甘州区中药资源普查项目(GSZYPC201815);甘肃省省级大学生创新创业训练计划项目(201610740002)

Effects of Exogenous Spermidine and Glycine Betaine on Seed Germination and Physiological Characteristics of Isatis indigotica Fort. Seedlings under Drought Stress

Han Duohong1,2(), Wang Enjun2, Zhang Yong2, Wang Hongxia2, Wang Yan2, Wang Fu2   

  1. 1School of Life Sciences and Engineering, Hexi University, Zhangye 734000, Gansu, China
    2Key Provincial Laboratory of Universities in Gansu Province for Characteristic Resources Utility in Hexi Corridor, Zhangye 734000, Gansu, China
  • Received:2020-05-14 Revised:2020-11-05 Online:2021-02-15 Published:2021-02-23

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274

摘要：

以菘蓝为试验材料,在10%聚乙二醇（PEG-6000）干旱胁迫处理下,研究了外源亚精胺（Spd）和甜菜碱（GB）对菘蓝种子萌发和幼苗渗透调节物质、活性氧生成及膜质过氧化的影响。结果表明,外源Spd（≤75mg/L）和GB（≤30mmol/L）处理可显著促进干旱胁迫下菘蓝种子的萌发;25~100mg/L的Spd和10~40mmol/L的GB处理均可提高幼苗叶绿素含量,降低脯氨酸含量、丙二醛积累和细胞膜透性,可有效缓解干旱胁迫伤害,且幼苗中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性均呈先上升后下降的趋势,并在Spd 75mg/L和GB 30mmol/L时达到最大值。由此可见,75mg/L的Spd或30mmol/L的GB能有效缓解干旱胁迫对菘蓝种子萌发及幼苗生长产生的伤害,提高种子及幼苗的抗旱能力。

关键词: 亚精胺, 甜菜碱, 菘蓝, 干旱胁迫, 种子萌发, 生理指标

Abstract:

The effects of exogenous spermidine (Spd) and glycine betaine (GB) on osmotic regulators, reactive oxygen species and membrane peroxidation in seed germination and seedling of Isatis indigotica Fort. were studied under 10% PEG drought stress. The results showed that the exogenous Spd (≤75mg/L) and GB (≤30mmol/L) could significantly promote the seed germination of Isatis indigotica Fort. under drought stress. Spd (25-100mg/L) and GB (10-40mmol/L) treatments could improve chlorophyll content, reduce proline content, malondialdehyde accumulation and membrane permeability of seedlings, and effectively alleviate the damage of drought stress. With the addition of exogenous Spd (25-100mg/L) and GB (10-40mmol/L), SOD, CAT and POD activities in seedlings all showed a trend of "increasing first and then decreasing", and reached the maximum value under the T3 treatments (Spd 75mg/L and GB 30mmol/L). Therefore, Spd (75mg/L) and GB (30mmol/L) can effectively reduce the damage of drought stress on seed germination and seedling growth of Isatis indigotica Fort., and improve the drought resistance of seeds and seedlings.

Key words: Spermidine, Glycine betaine, Isatis indigotica Fort., Drought stress, Seed germination, Physiological indexes

表1

PEG及外源Spd、GB浓度

处理
Treatment		 聚乙二醇+亚精胺
PEG (%)+Spd(mg/L)		 聚乙二醇+甜菜碱
PEG (%)+GB(mmol/L)
CK 蒸馏水 蒸馏水
GH 10+0 10+0
T1 10+25 10+10
T2 10+50 10+20
T3 10+75 10+30
T4 10+100 10+40

表2

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝种子萌发的影响（x+s,n=3）

组合
Combination		 处理
Treatment		 发芽率GR
Germination rate (%)		 发芽势GV
Germination vigor(%)		 发芽指数GI
Germination index		 活力指数VI
Vigor index
PEG+Spd CK 68.89±4.01a 9.67±0.51a 4.48±0.59a 1.15±0.01a
GH 26.67±1.93cd 4.44±1.11b 1.80±0.59b 0.26±0.12c
T1 36.67±5.77bc 6.89±0.22ab 2.58±0.60ab 0.47±0.07bc
T2 42.22±7.29b 8.44±2.47ab 2.61±0.69ab 0.58±0.17bc
T3 45.44±2.92b 10.90±1.23a 3.75±0.69ab 0.86±0.35ab
T4 20.00±1.92d 5.11±0.97b 1.73±0.40b 0.50±0.05bc
PEG+GB CK 68.89±4.01a 9.67±0.51ab 4.48±0.59a 1.15±0.01a
GH 26.67±1.93cd 4.44±1.11d 1.80±0.59d 0.26±0.12e
T1 32.22±11.76bcd 6.33±1.16cd 2.41±0.16c 0.49±0.03d
T2 41.33±1.02bc 8.83±1.40bc 3.03±0.24b 0.66±0.05c
T3 46.67±3.85b 12.45±1.35a 4.15±0.17a 0.96±0.02b
T4 21.11±1.11d 6.20±0.11cd 2.09±0.12cd 0.54±0.04cd

图1

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗SPAD值的影响 小写字母不同表示差异显著（P<0.05）,下同2.3 外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗脯氨酸含量的影响

图2

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗脯氨酸含量的影响

图3

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗MDA含量的影响

图4

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗质膜相对透性的影响

图5

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗SOD活性的影响

图6

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗POD活性的影响

图7

外源Spd和GB对干旱胁迫下菘蓝幼苗CAT活性的影响

[1] 国家药典委员会. 中国药典,一部. 北京: 中国医药科技出版社, 2015: 205.
[2] 陈烨, 范春林, 王英, 等. 板蓝根的化学成分研究. 中国中药杂志, 2018,43(10):2091-2096.
[3] 王劲松, 李耀辉, 王润元, 等. 我国气象干旱研究进展评述. 干旱气象, 2012,30(4):497-508.
[4] 于浩滢, 徐志超, 闵伟红, 等. 干旱胁迫影响药用植物品质的分子机制研究. 世界科学技术–中医药现代化, 2018,20(9):1650-1658.
[5] 杜红阳, 李青芝, 杨青华, 等. 亚精胺对渗透胁迫下小麦幼苗渗透调节物质含量和脯氨酸代谢酶活性的影响. 麦类作物学报, 2014,34(8):1092-1097.
[6] 刘怀攀, 胡炳义, 刘天学, 等. 亚精胺对渗透胁迫的玉米幼苗叶片NADPH氧化酶和抗氧化酶活性的影响. 河南农业大学学报, 2007,41(4):363-368.
[7] 王贵平, 薛晓敏, 路超, 等. 甜菜碱提高植物抗逆性的作用及其作用机理. 江西农业学报, 2014,26(8):22-26.
[8] 郭启芳, 马千全, 孙灿, 等. 外源甜菜碱提高小麦幼苗抗盐性的研究. 西北植物学报, 2004,24(9):1680-1686.
[9] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术. 北京: 高等教育出版社, 2000: 184-195.
[10] 张志良, 瞿伟菁, 李小方. 植物生理学实验指导. 4版. 北京: 高等教育出版社, 2009: 32, 227.
[11] 李玉梅, 姜云天, 董雪松. 盐胁迫对东北薄荷种子萌发的影响. 东北林业大学学报, 2018,46(2):22-28,34.
[12] 张勇, 韩多红, 晋玲, 等. 不同盐碱胁迫对红芪种子萌发和幼苗生理特性的影响. 中国中药杂志, 2012,37(20):3036-3040.
[13] 张丽, 贾志国, 刘雪霞, 等. 外源物质对干旱胁迫下麻黄种子萌发及生理特性的影响. 中药材, 2016,39(11):2450-2455.
[14] An Y Y, Liang Z S, Han R L, et al. Effect of soil drought on seedling growth and water metabolism of three tree species in Loess Plateau. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2007,27(1):91-97.
[15] 李丽杰, 顾万荣, 张倩, 等. 外源亚精胺对干旱胁迫下玉米幼苗叶片生理及根系特征参数的影响. 农药学学报, 2015,17(13):291-299.
[16] 李冬, 王艳芳, 申洪涛, 等. 外源亚精胺对渗透胁迫下烤烟幼苗生长及生理特性的影响. 烟草科技, 2019,52(9):1-9.
[17] Silva E N, Ferreiraa-Silva S L, Viegas R A, et al. The role of organic and inorganic solutes in the osmotic adjustment of drought-stressed Jatrophacurcas plants. Environmental and Experimental Botany, 2010,69:279-285.
doi: 10.1016/j.envexpbot.2010.05.001
[18] 尤东玲, 张星, 于康珂, 等. 亚精胺对淹水胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响. 玉米科学, 2016,24(1):74-80,87.
[19] 邹芳, 杨秀柳, 黄思麒, 等. 外源亚精胺对干旱胁迫下甜高粱幼苗生长及生理生化指标的影响. 中国农业科技导报, 2020,22(4):44-52.
[20] 韩多红, 李善家, 王恩军, 等. 外源钙对盐胁迫下黑果枸杞种子萌发和幼苗生理特性的影响. 中国中药杂志, 2014,39(1):34-39.
[21] 祁春苗, 赵会杰, 张秀月. 氯化胆碱对干旱胁迫下地黄抗氧化代谢及梓醇含量的影响. 水土保持学报, 2007,21(4):159-163.
[22] 张凤, 何恩鹏, 王国元, 等. 外源亚精胺对生物抗逆性影响的研究进展. 化学与生物工程, 2015,32(7):1-4,21.
[1] 申洁, 王玉国, 郭平毅, 原向阳. 腐植酸对干旱胁迫下谷子幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 173–177
[2] 邓婉月, 冷秋彦, 杨在君, 余燕, 吴一超. 干旱胁迫对盆栽“川丹参1号”生理指标及主要活性成分含量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 74–81
[3] 杨娟, 姜阳明, 周芳, 张军, 罗海登, 田山君. PEG模拟干旱胁迫对不同抗旱性玉米品种苗期形态与生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 82–89
[4] 付学鹏, 沈童飞, 孙晓波, 刘晓涵, 杨晓杰. 链霉菌株Streptomyces sp. FXP04对水稻种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2020, (6): 163–169
[5] 菅立群, 张翼飞, 杨克军, 王玉凤, 陈天宇, 张继卫, 张津松, 李庆, 刘天昊, 肖珊珊, 彭程, 王宝生. 播种至苗期不同阶段低温对玉米幼苗生长及生理抗性的影响[J]. 作物杂志, 2020, (6): 61–68
[6] 袁长凯, 罗海华, 陈功, 高欣, 彭金剑, 向春玲, 殷梦瑶, 王培培, 徐兰兰, 汤飞宇. 不同棉花基因型种子萌发响应铜胁迫的差异[J]. 作物杂志, 2020, (3): 53–59
[7] 杨甜,张永清,董馥慧,马星星,薛小娇. 不同水分条件下不同抗旱性苦荞根系生长规律研究[J]. 作物杂志, 2019, (6): 76–82
[8] 刘建霞,白泽珍,王润梅,刘丽珍,张珍华,温日宇. 重金属胁迫下小豆种子萌发特性及幼苗期富集效应[J]. 作物杂志, 2019, (6): 182–186
[9] 戈珍梅,刘治国,赵露,张晓宇,刘桂霞. 盐胁迫对膜荚黄芪种子萌发的影响[J]. 作物杂志, 2019, (6): 187–194
[10] 王明瑶,曹亮,于奇,邹京南,何松榆,秦彬,王孟雪,张玉先. 褪黑素浸种对盐碱胁迫下大豆种子萌发的影响[J]. 作物杂志, 2019, (6): 195–202
[11] 范惠玲,白生文,朱雪峰,李振洲,秦明岗,何志军. 油菜及其近缘种种子萌发期耐盐碱性差异[J]. 作物杂志, 2019, (3): 178–184
[12] 叶文斌,何玉鹏,王昱,王瀚,赵庆芳. 碱化橄榄油加工废弃液对玉米种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 185–191
[13] 闫晶,姬文秀,石贤吉,朱诗苗,李虎林. 镉胁迫对烟草种子萌发和烟苗生长发育的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 142–149
[14] 温日宇,刘建霞,张珍华,郭耀东,代旭瑶,姜庆国,樊丽生. 干旱胁迫对不同藜麦种子萌发及生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2019, (1): 121–126
[15] 吴瑕,吕德国,杜国栋,杨凤军. 甜樱桃嫁接苗与组培苗枝条抗寒生理差异分析[J]. 作物杂志, 2019, (1): 168–174
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[1] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[2] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[3] 王袁,郭泽,李晓辉,徐世晓,邢学霞,张思琦,何佳,刘超,陈芳,杨铁钊. 不同温度条件下根结线虫侵染对烟草根系的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 161 –166 .
[4] 方婧雯,邬燕,刘志华. 盐胁迫对罗布麻种子萌发及生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 167 –174 .
[5] 李程勋,李爱萍,徐晓俞,郑开斌. 浅谈木豆的抗逆机制及在福建的应用前景[J]. 作物杂志, 2018, (4): 28 –31 .
[6] 章星传, 黄文轩, 朱宽宇, 王志琴, 杨建昌. 施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 69 –78 .
[7] 张明聪,战英策,何松榆,金喜军,王孟雪,任春元,张玉先. 氮密交互对红小豆干物质积累规律及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 141 –146 .
[8] 王春蕾,方志军,许艳蕊,卢晓平,穆春华,单凯,郝鲁江. 基于高通量测序技术分析使它隆对玉米根系内生菌多样性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 160 –165 .
[9] 张微,王良群,刘勇,郝艳芳,杨伟,白鸿雁,武擘. 农杆菌介导高粱遗传转化的相关因素优化[J]. 作物杂志, 2018, (1): 56 –61 .
[10] 王洁,曾波,雷财林,赵志超,王久林,程治军. 北方国家水稻区域试验近15年参试品种分析[J]. 作物杂志, 2018, (1): 71 –76 .