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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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PDF (PC)

447

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

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