外源腐胺对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片形态结构的影响
本试验以黄瓜品种‘津优4号’为材料，采用营养液栽培，研究了外源腐胺（Put）对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片形态结构的影响。结果表明，75mM NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长发育受阻，株高降低，茎粗减小，地上部与地下部鲜重均下降；NaCl胁迫下叶片增厚，栅栏组织厚度和海绵组织厚度均增加，气孔密度变大，气孔面积减小；喷施8mM Put显著缓解幼苗生长受阻情况，叶片厚度下降，叶面积和叶含水量增加；此外，外源Put调节盐胁迫下黄瓜叶片气孔长度至正常水平，并降低气孔密度。这些结果表明，外源Put通过调节叶片形态结构的变化，缓解盐胁迫诱导的生长抑制，进而提高黄瓜植株的耐盐性。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与处理2
1.1 幼苗培养 2
1.2 实验处理 2
2 测定方法2
2.1 黄瓜幼苗生长指标测定2
2.2 黄瓜幼苗叶片形态结构指标测定2
2.3 黄瓜幼苗叶片显微结构测定3
2.4 黄瓜幼苗叶片形态结构指标测定3
2.5 数据分析3
3 结果与分析3
3.1 幼苗生长 3
3.2 叶片形态与结构 3
3.2.1叶片形态结构3
3.2.2 叶片显微结构 4
3.2.3 气孔形态结构 4
4 讨论5
致谢5
参考文献6
外源腐胺对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片形态结构的影响
引言
设施栽培过程中因肥料施用频繁、水分蒸发强烈、雨水淋洗极少，导致土壤盐渍化问题较为突出。盐胁迫对植物的危害主要包括渗透胁迫和离子毒害，即盐渍土的低渗透势和特定的盐离子毒害导致植物营养吸收不平衡、光合速率下降、生长受到抑制、衰老加速[1][2]，严重影响了设施作物的产量和品质[3]。盐分对植物发育的影响非常显著，总的特征是抑制植物组织和器官的生长和分化，使植物的生殖发育进程提前，造成植株矮化、旱生化；降低生长速率，降低叶、茎和根的鲜重和干重；叶片退化呈鳞片状，植物叶面积减少导致植物碳同 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
化量减少。对不同大麦品种进行盐胁迫处理，发现其发芽势、盐害指数、发芽指数、产量及构成因素等指标均显著下降[4]。
植物的生产在很大程度上是由净光合速率确定的。目前，影响净光合速率下降的原因尚有争议。一些学者认为植物在受到某种胁迫时，为保持细胞内水分，关闭部分气孔以减少蒸腾作用，但同时降低了气孔导度，引起CO2供应不足；也有学者认为植物在胁迫下叶肉细胞光和能力下降，引起胞间CO2积累。RomeroAranda等[5]在盐胁迫下处理番茄幼苗，发现番茄植株叶片气孔密度较低，并表现出净光合速率的减少。盐胁迫下，菠菜植株生长减缓，最明显的形态学改变是增加了叶片厚度[6]。盐诱导下叶片厚度增加，供气体交换的内部叶表面积增大，提高了叶肉细胞对CO2的吸收，但盐胁迫下叶片整体的光合作用仍下降[7]。盐诱导的光合反应在叶肉细胞形态的变化，仍需深入水平的研究[8]。
研究表明，多胺（polyamines，PAs）的外源性应用对缓解非生物胁迫具有重要的作用。PAs是一类具有强烈生物活性的低分子脂肪族含氮碱，常见为腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm），广泛存在于一切植物细胞中[9]。PAs被认为广泛参与高等植物生长、形态建成、抗衰老等方面，不仅作为一种直接的胁迫保护物质，而且作为一种信号分子间接地参与信号转导，有利于植物逆境胁迫抗性机制的构建。施用外源PAs可以减少盐胁迫下Na+和Cl离子的积累[10]，作为活性氧清除剂[11]，调节胁迫应答基因的表达[12]，保护膜系统和防止生物大分子变性。此外，PAs在不同胁迫下可能通过共价键和静电力与类囊体膜蛋白相互作用以稳定蛋白质的构象[9]。PAs对不同胁迫下各种植物的影响已屡见报道，目前尚乏Put对胁迫缓解机制的深入研究。在本试验中，采用黄瓜为试验材料，研究NaCl胁迫下施用外源Put对黄瓜幼苗生长指标、叶片形态以及叶片显微结构的影响，明确Put缓解盐胁迫下叶片伤害的形态机制，以期为利用外源物质提供设施作物抗逆栽培提供理论依据。
1 材料与处理
1．1 幼苗培养
选用盐敏感型黄瓜‘津优4号’品种为试验材料。种子消毒、浸种后，在29 ℃下催芽24 h，于石英砂塑料盘中播种育苗。温室昼温22～28 ℃、夜温16～18 ℃，光量子通量密度（PPFD）400～800 μmolm2s1，相对湿度保持在60%～70%。子叶展开后加施1/4～1/2剂量的Hoagland营养液。第2片真叶完全展开后，选取长势一致的幼苗进行水培，施用1个剂量Hoagland营养液。营养液pH值（6.3±0.1），EC值2.2～2.4 mScm1，气泵通气（40 minh 1）。
1．2 试验处理
试验设4个处理：（1）对照（CK）：正常营养液栽培；（2）对照+8mM Put（C+P）：叶面喷施8mM Put；（3）盐胁迫（S）：营养液中添加75mM NaCl；（4）盐胁迫+8mM Put（S+P）：盐胁迫处理下每日叶面喷施8mM Put。预培养2 d后，向营养液中添加分析纯NaCl，开始处理时营养液中NaCl浓度为25 mM，每天逐步增加25 mM直到第3天至终浓度为75 mM。开始NaCl处理后，每天17：00时对处理（2）和（4）叶面喷施8mM Put，处理（1）和（3）叶面喷施等体积蒸馏水，所有喷施溶液均添加体积分数0.01%的Tween20表面活性剂。试验随机排列，3次重复，共144株幼苗，每个处理36株。盐胁迫终浓度处理第7d时测定各项指标。
2 测定方法
2．1 黄瓜幼苗生长指标测定
将样品的地上部与地下部分离并用蒸馏水清洗干净，称量以确定鲜重。
2．2 黄瓜幼苗叶片形态结构指标测定
开始处理7天后，采集幼苗第三片完全叶，用去离子水冲洗干净并吸干水分后称得鲜重，使用澳大利亚爱普生Expression 1680扫描仪和加拿大Win RHIZO图像分析软件测定黄瓜幼苗单叶重和叶面积；在烘箱105℃下杀青15 min后，降温到75 ℃烘干至恒重，称得干重；通过叶干重与鲜叶表面积的比值计算比叶重。
2．3 黄瓜幼苗叶片显微结构测定
开始处理7天后，选取幼苗第三片完全展开叶，显微镜观察并测量叶片总厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度，并计算叶片组织紧密度和疏松度。
2. 4 黄瓜幼苗叶片气孔形态指标测定
开始处理7天后，选取幼苗第三片完全展开叶，使用HM325型切片机截取叶片纵切面，经处理后通过Leica DM2500金相显微镜观察并拍照，以测量气孔长度和气孔宽度。气孔长度为保卫细胞长度，气孔宽度为保卫细胞对的宽度，气孔大小为气孔长度乘以宽度。每个处理选取十片叶子的30个表皮单位面积计量气孔数，计算气孔密度。
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摘要1
关键词1
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引言1
1 材料与处理2
1.1 幼苗培养 2
1.2 实验处理 2
2 测定方法2
2.1 黄瓜幼苗生长指标测定2
2.2 黄瓜幼苗叶片形态结构指标测定2
2.3 黄瓜幼苗叶片显微结构测定3
2.4 黄瓜幼苗叶片形态结构指标测定3
2.5 数据分析3
3 结果与分析3
3.1 幼苗生长 3
3.2 叶片形态与结构 3
3.2.1叶片形态结构3
3.2.2 叶片显微结构 4
3.2.3 气孔形态结构 4
4 讨论5
致谢5
参考文献6
外源腐胺对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片形态结构的影响
引言
设施栽培过程中因肥料施用频繁、水分蒸发强烈、雨水淋洗极少，导致土壤盐渍化问题较为突出。盐胁迫对植物的危害主要包括渗透胁迫和离子毒害，即盐渍土的低渗透势和特定的盐离子毒害导致植物营养吸收不平衡、光合速率下降、生长受到抑制、衰老加速[1][2]，严重影响了设施作物的产量和品质[3]。盐分对植物发育的影响非常显著，总的特征是抑制植物组织和器官的生长和分化，使植物的生殖发育进程提前，造成植株矮化、旱生化；降低生长速率，降低叶、茎和根的鲜重和干重；叶片退化呈鳞片状，植物叶面积减少导致植物碳同 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
化量减少。对不同大麦品种进行盐胁迫处理，发现其发芽势、盐害指数、发芽指数、产量及构成因素等指标均显著下降[4]。
植物的生产在很大程度上是由净光合速率确定的。目前，影响净光合速率下降的原因尚有争议。一些学者认为植物在受到某种胁迫时，为保持细胞内水分，关闭部分气孔以减少蒸腾作用，但同时降低了气孔导度，引起CO2供应不足；也有学者认为植物在胁迫下叶肉细胞光和能力下降，引起胞间CO2积累。RomeroAranda等[5]在盐胁迫下处理番茄幼苗，发现番茄植株叶片气孔密度较低，并表现出净光合速率的减少。盐胁迫下，菠菜植株生长减缓，最明显的形态学改变是增加了叶片厚度[6]。盐诱导下叶片厚度增加，供气体交换的内部叶表面积增大，提高了叶肉细胞对CO2的吸收，但盐胁迫下叶片整体的光合作用仍下降[7]。盐诱导的光合反应在叶肉细胞形态的变化，仍需深入水平的研究[8]。
研究表明，多胺（polyamines，PAs）的外源性应用对缓解非生物胁迫具有重要的作用。PAs是一类具有强烈生物活性的低分子脂肪族含氮碱，常见为腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm），广泛存在于一切植物细胞中[9]。PAs被认为广泛参与高等植物生长、形态建成、抗衰老等方面，不仅作为一种直接的胁迫保护物质，而且作为一种信号分子间接地参与信号转导，有利于植物逆境胁迫抗性机制的构建。施用外源PAs可以减少盐胁迫下Na+和Cl离子的积累[10]，作为活性氧清除剂[11]，调节胁迫应答基因的表达[12]，保护膜系统和防止生物大分子变性。此外，PAs在不同胁迫下可能通过共价键和静电力与类囊体膜蛋白相互作用以稳定蛋白质的构象[9]。PAs对不同胁迫下各种植物的影响已屡见报道，目前尚乏Put对胁迫缓解机制的深入研究。在本试验中，采用黄瓜为试验材料，研究NaCl胁迫下施用外源Put对黄瓜幼苗生长指标、叶片形态以及叶片显微结构的影响，明确Put缓解盐胁迫下叶片伤害的形态机制，以期为利用外源物质提供设施作物抗逆栽培提供理论依据。
1 材料与处理
1．1 幼苗培养
选用盐敏感型黄瓜‘津优4号’品种为试验材料。种子消毒、浸种后，在29 ℃下催芽24 h，于石英砂塑料盘中播种育苗。温室昼温22～28 ℃、夜温16～18 ℃，光量子通量密度（PPFD）400～800 μmolm2s1，相对湿度保持在60%～70%。子叶展开后加施1/4～1/2剂量的Hoagland营养液。第2片真叶完全展开后，选取长势一致的幼苗进行水培，施用1个剂量Hoagland营养液。营养液pH值（6.3±0.1），EC值2.2～2.4 mScm1，气泵通气（40 minh 1）。
1．2 试验处理
试验设4个处理：（1）对照（CK）：正常营养液栽培；（2）对照+8mM Put（C+P）：叶面喷施8mM Put；（3）盐胁迫（S）：营养液中添加75mM NaCl；（4）盐胁迫+8mM Put（S+P）：盐胁迫处理下每日叶面喷施8mM Put。预培养2 d后，向营养液中添加分析纯NaCl，开始处理时营养液中NaCl浓度为25 mM，每天逐步增加25 mM直到第3天至终浓度为75 mM。开始NaCl处理后，每天17：00时对处理（2）和（4）叶面喷施8mM Put，处理（1）和（3）叶面喷施等体积蒸馏水，所有喷施溶液均添加体积分数0.01%的Tween20表面活性剂。试验随机排列，3次重复，共144株幼苗，每个处理36株。盐胁迫终浓度处理第7d时测定各项指标。
2 测定方法
2．1 黄瓜幼苗生长指标测定
将样品的地上部与地下部分离并用蒸馏水清洗干净，称量以确定鲜重。
2．2 黄瓜幼苗叶片形态结构指标测定
开始处理7天后，采集幼苗第三片完全叶，用去离子水冲洗干净并吸干水分后称得鲜重，使用澳大利亚爱普生Expression 1680扫描仪和加拿大Win RHIZO图像分析软件测定黄瓜幼苗单叶重和叶面积；在烘箱105℃下杀青15 min后，降温到75 ℃烘干至恒重，称得干重；通过叶干重与鲜叶表面积的比值计算比叶重。
2．3 黄瓜幼苗叶片显微结构测定
开始处理7天后，选取幼苗第三片完全展开叶，显微镜观察并测量叶片总厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度，并计算叶片组织紧密度和疏松度。
2. 4 黄瓜幼苗叶片气孔形态指标测定
开始处理7天后，选取幼苗第三片完全展开叶，使用HM325型切片机截取叶片纵切面，经处理后通过Leica DM2500金相显微镜观察并拍照，以测量气孔长度和气孔宽度。气孔长度为保卫细胞长度，气孔宽度为保卫细胞对的宽度，气孔大小为气孔长度乘以宽度。每个处理选取十片叶子的30个表皮单位面积计量气孔数，计算气孔密度。
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