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外源激素对高温胁迫下仙客来根系活力的影响

2018-03-21王学府狄红梅张春风曹秋芬

浙江农业科学 2018年3期
关键词:抗逆性外源根系

王学府,狄红梅,张春风,曹秋芬*

(1.晋中职业技术学院,山西 晋中 030600; 2.山西省农业科学院 生物技术研究中心,山西 太原 030031)

仙客来为报春花科仙客来属的宿根花卉,原产于地中海地区,喜冷凉气候,气温超过30 ℃便会进入休眠状态,35 ℃以上植株甚至会腐烂、死亡[1]。而我国大部分地区夏季气温多会高于30 ℃,甚至会达到40 ℃,因此夏季高温就成为限制我国广大地区栽培仙客来的重要因素。

近些年国内外学者关于激素对植物抗逆性的影响现象和机理研究,取得了一定的进展。激素在各种逆境胁迫中反应迅速。有研究认为,植物体内ABA、SA、JA等的含量受外部环境影响甚大[2]。逆境来临改变了植物本身各种激素的相对平衡[3],而喷布外源激素同样能起到改变内源激素含量的作用,进而提高植物抗逆性。

根系发挥着营养、水分吸收和支撑结构的作用,根系活力与植物的生存现状和抗逆密切相关[4]。通常根系活力与抗逆性呈现正相关。本试验以仙客来为试材,研究不同温度、不同激素,对其根系活力的影响,探寻一条增强仙客来抗高温逆境的有效途径。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在山西省晋中嘉禾园艺有限公司智能花卉温室进行,供试仙客来品种为红芙蓉,栽培基质均为泥炭∶蛭石∶珍珠岩4∶2∶1的混合基质,进行常规温室管理。

1.2 处理设计

待5~6片叶时,从温室中选择生长一致的仙客来幼苗,放入人工气候箱,保持光照300 lx,湿度75%。设置5个温度梯度,分别为20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃,并对其叶表面、叶背面分别喷洒清水(CK)、100 mg·L-1的脱落酸(ABA)水溶液、100 mg·L-1水杨酸(SA)水溶液、100 mg·L-1茉莉酸(JA)水溶液,共20个处理,每处理10株,每天处理4 h,连续处理1周后,对其根系活力进行测定。

1.3 分析方法

采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定仙客来的根系活力[5]。

2 结果与分析

2.1 不同温度条件对仙客来根系活力的影响

从图1可以看出,5种温度条件下,仙客来的根系活力呈现不同的强度。20 ℃时根系活力最强,25 ℃时根系活力降低,在30 ℃时根系活力又有所提高,之后随着温度继续升高,根系活力迅速降低。说明20 ℃时仙客来的根系吸收能力最为旺盛,随着温度的持续升高,根系代谢速度变缓[6]。30 ℃时根系活力又出现峰值,是由于仙客来根系对高温锻炼的结果,通过提高根系活力,来应对高温产生的不利影响[7-8]。当高温进一步胁迫至超出阈值,仙客来根系活力则迅速下降[9]。

图1 不同温度对仙客来根系活力的影响

2.2 ABA对高温胁迫下仙客来根系活力的影响

从图2可以看出,不同温度下用ABA处理仙客来叶片均可明显提高其根系活力。在20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃时,ABA处理比对照的根系活力分别提高13.5%、27.4%、16.0%、53.8%和58.8%。不同温度下ABA效应有所差别。40 ℃时,根系活力提高最多,其次为35 ℃。说明随着温度的升高,在不利于仙客来的生长情况下,ABA可不同程度的提高其抗逆性,尤其是进入35 ℃~40 ℃的高温胁迫下,相比对照,其根系活力大幅提高,应激反应增加,抗逆性增强。

图2 ABA对高温胁迫下仙客来根系活力的影响

2.3 SA对高温胁迫下仙客来根系活力的影响

从图3可以看出,不同温度下用SA处理仙客来叶片均可提高其根系活力。20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃时,SA处理比对照的根系活力分别提高5.6%、13.0%、10.1%、23.1%、29.4%。说明在高温胁迫下,SA处理也能提高仙客来抗逆性,且效果较明显。

图3 SA对高温胁迫下仙客来根系活力的影响

2.4 JA在不同温度条件下对仙客来根系活力的影响

从图4可以看出,在不同温度下,对仙客来进行JA处理,其根系活力表现出复杂的变化趋势。在20 ℃和25 ℃时明显提高了根系活力,分别为27.0%和20.3%;但到30 ℃时,根系活力下降4.0%;35 ℃时根系活力又有所上升,40 ℃时又有所下降,呈不规律性。

图4 JA对高温胁迫下仙客来根系活力的影响

3 讨论

根系是吸收器官,其发育的水平与花卉观赏性状密切相关[10]。本试验结果显示,仙客来在所设置的5个温度梯度中生长,20 ℃时其根系活力最高,说明其在20 ℃时,吸收能力最为旺盛,有效的吸收和贮藏养分有利于营养生长和生殖器官的发育。25 ℃时根系活力降低,30 ℃时根系活力出现峰值,随后持续升高的温度,却使得根系活力锐减,这可能是因为仙客来根系的有限调控所致,超出其调控范围致使根系活力不能持续增加。

使用外源激素提高植物抗逆性被证明是行之有效的方法[11-13]。本试验中,人工模拟高温胁迫,在不同温度条件下,采用外源ABA和SA处理仙客来,均能不同程度的提高其根系活力,且随着温度的升高,在不利于仙客来生长的情况下,ABA对提高抗逆性的效果较SA更为明显。

JA处理仙客来后,在20 ℃、25 ℃、35 ℃呈升高趋势,30 ℃和40 ℃呈下降趋势,呈不规律现象。可能是由于JA许多微量调节性分子间存在复杂的相互关系[14],在基因表达的调控中具有多面性。其具体调控机理尚不明确,需通过进一步的试验来澄清。

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