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Effects of NaCl stress on ATPase activities of root plasma and tonoplast membranes in grafted tomato seedlings

NaCl胁迫对嫁接番茄根系质膜和液泡膜ATP酶活性的影响


The effects of NaCl stress on root vigor, H+-ATPase activities of plasma membrane and tonoplast membrane, H+-PPase activities of tonoplast membrane, Ca2+-ATPase activities of plasma membrane and tonoplast membrane, plasma membrane redox system in roots of grafted and own-root tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) seedlings were investigated. Results showed that root vigor of grafted seedlings was significantly higher than that of own-root seedlings during the whole stage of stress. In the early stage of stress, H+-ATPase activities of plasma membrane and tonoplast membrane, H+-PPase activities of tonoplast membrane, Ca2+-ATPase activities of plasma membrane and tonoplast membrane, NADH oxidation rate, Fe(CN)63- reduction rate in roots of grafted seedling were significantly increased, H+-ATPase, H+-PPase and Ca2+-ATPase activities of tonoplast membrane, NADH oxidation rate, Fe(CN)63- reduction rate of own-root seedling roots were significantly increased as well. In the late stage of stress, the activities of all indices of both grafted and own-root seedlings were inhibited, but the inhibition of grafted seedlings was later and significantly lighter than those of own-root seedlings during the whole stage of stress. All these results indicated that the tolerance of grafted tomato seedlings to NaCl stress was stronger than that of own-root seedlings.


全 文 :收稿日期:!""#$"%$&’ 接受日期:!""%$"!$&%
基金项目:江苏省科技厅资助项目(()!""!*"’)和“十一·五”国家高技术(%+*)研究计划重大项目(编号 !""+,,&",&&")资助。
作者简介:陈淑芳(&-##—),女,山西盂县人,博士,主要从事蔬菜逆境生理和生物技术研究。
! 通讯作者 ./0:"!1$%’*-+#’!,)23450:60789:;<49= />9= ?;
!"#$胁迫对嫁接番茄根系质膜和液泡膜
%&’酶活性的影响
陈淑芳&,!,朱月林&!,张古文&,刘正鲁&,魏国平&
(& 南京农业大学园艺学院,江苏南京 !&""-1;! 安徽科技学院生命科学学院,安徽凤阳 !**&"")
摘要:在 @4A0胁迫下,对番茄嫁接苗和自根苗的根系活力、根系质膜 BC 2,.D4E/、液泡膜 BC 2,.D4E/和 BC 2DD4E/、质
膜和液泡膜 A4! C 2,.D4E/、质膜氧化还原系统活性进行了比较。结果表明,胁迫条件下,嫁接苗根系活力显著高于自
根苗。胁迫前期,嫁接苗根系质膜 BC 2,.D4E/活性、液泡膜 BC 2,.D4E/和 BC 2DD4E/活性、质膜和液泡膜 A4! C 2,.2
D4E/活性、质膜 @,FB氧化速率和 G/(A@)* $+ 还原速率被显著诱导;自根苗根系液泡膜 BC 2,.D4E/、BC 2DD4E/和
A4! C 2,.D4E/活性、质膜 @,FB氧化速率和 G/(A@)* $+ 还原速率被显著诱导。胁迫后期,嫁接苗和自根苗根系各项
指标均被显著抑制,但嫁接苗各指标受抑制时间较自根苗晚,且数值上均显著高于自根苗。表明嫁接苗比自根苗
具有较强的耐盐性。
关键词:嫁接番茄;@4A0胁迫;根系活力;,.D酶;质膜氧化还原系统
中图分类号:H+’&I!I"+& 文献标识码:, 文章编号:&""%$1"1J(!""%)"+$&"-%$"+
!""#$%& ’" ()*+ &%,#&& ’- ./0)&# )$%121%1#& ’" ,’’% 3+)&4) )-5 %’-’3+)&%
4#46,)-#& 1- 7,)"%#5 %’4)%’ &##5+1-7&
AB)@ H892K4;L&,!,MBN O9/205;&!,MB,@P P92Q/;&,RSN M8/;L209&,T)S P9U2V5;L&
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BC 2DD4E/ 4?W5Y5W5/E UK WU;UV04EW 3/3ZX4;/,A4! C 2,.D4E/ 4?W5Y5W5/E UK V04E34 3/3ZX4;/ 4;> WU;UV04EW 3/3ZX4;/,V04E2
34 3/3ZX4;/ X/>U[ E6EW/3 5; XUUWE UK LX4KW/> 4;> UQ;2XUUW WU34WU(<6,#B%)5+,#0 %5,-$%0*-C \500 =)E//>05;LE Q/X/ 5;Y/E2
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W8/ Q8U0/ EW4L/ UK EWX/EE = S; W8/ /4X06 EW4L/ UK EWX/EE,BC 2,.D4E/ 4?W5Y5W5/E UK V04E34 3/3ZX4;/ 4;> WU;UV04EW 3/32
ZX4;/,BC 2DD4E/ 4?W5Y5W5/E UK WU;UV04EW 3/3ZX4;/,A4! C 2,.D4E/ 4?W5Y5W5/E UK V04E34 3/3ZX4;/ 4;> WU;UV04EW 3/32
ZX4;/,@,FB U[5>4W5U; X4W/,G/(A@)* $+ X/>9?W5U; X4W/ 5; XUUWE UK LX4KW/> E//>05;L Q/X/ E5L;5K5?4;W06 5;?X/4E/>,BC 2,.2
D4E/,BC 2DD4E/ 4;> A4! C 2,.D4E/ 4?W5Y5W5/E UK WU;UV04EW 3/3ZX4;/,@,FB U[5>4W5U; X4W/,G/(A@)* $+ X/>9?W5U; X4W/ UK
UQ;2XUUW E//>05;L XUUWE Q/X/ E5L;5K5?4;W06 5;?X/4E/> 4E Q/00 = S; W8/ 04W/ EW4L/ UK EWX/EE,W8/ 4?W5Y5W5/E UK 400 5;>5?/E UK ZUW8
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W84; W8UE/ UK UQ;2XUUW E//>05;LE >9X5;L W8/ Q8U0/ EW4L/ UK EWX/EE = ,00 W8/E/ X/E90WE 5;>5?4W/> W84W W8/ WU0/X4;?/ UK LX4KW/>
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植物营养与肥料学报 !""%,&’(+):&"-%$&&"*
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
D04;W @9WX5W5U; 4;> G/XW5057/X H?5/;?/
近年来,设施蔬菜栽培面积不断扩大,已成为集
约农业的重要组成部分。但设施土壤的次生盐渍化
问题日益突出,限制了设施蔬菜生产的可持续发
展[!]。番茄是中等耐盐植物,高浓度盐胁迫条件下,
番茄生长不良,产量和品质严重下降。实施嫁接栽
培可以增强蔬菜作物的抗逆性,是克服盐害的一条
有效途径["]。以往对嫁接番茄的研究主要集中在嫁
接技术、增产效果及抗病方面;在嫁接番茄耐盐性
研究方面,国内外报道不多[#$%]。
植物的耐盐性主要取决于根系对离子的选择性
吸收和盐分在器官、组织、细胞层次上的区域化分
布,这种选择性吸收和区域化分布的动力主要来源
于质膜 &’ ()*+,-.、液泡膜 &’ ()*+,-. 和 &’ (++,-.
建立的跨膜质子电化学梯度[/]。此外,植物细胞质
膜上普遍存在着氧化还原系统,它是质膜中另一重
要的能量转换系统,它在能量传递、营养物质的吸收
和转运、生长发育、信号转导和抵御逆境等方面起着
重要作用[0],该系统对盐胁迫很敏感[1]。本试验以
番茄嫁接苗和自根苗为材料,比较 2,34胁迫下两者
在根系活力、根系质膜 &’ ()*+,-.、液泡膜 &’ ()*(
+,-.和 &’ (++,-.、质膜和液泡膜 3," ’ ()*+,-.、质膜
氧化还原系统等方面的差异,为阐明嫁接换根提高
番茄耐盐性的生理机制提供理论依据。
! 材料与方法
!"! 试验方法
试验在南京农业大学温室内进行。供试的番茄
(!"#$%&’()#$* &(#+,&*-+. 5644 7)砧木是日本设施栽培
专用的耐盐品种’影武者’(购自日本 *,866 种苗公
司),接穗为“宝大 9:#”(购自上海市农业科学院)。
"::%年 1月 %日砧木种子浸种催芽," ;后接穗
种子浸种催芽。出芽后分别播于直径 !: <=、高 !:
<=的塑料营养钵中,蛭石作基质。9月 1日,当砧木
具有 >$%片真叶,接穗具有 #!>片真叶时用劈接法
进行嫁接。9月 ":日,挑选生长一致的嫁接苗和自
根苗移栽于上直径 #: <=、下直径 ": <=、高 "0 <=的
塑料桶中,每桶盛 !" ?营养液,用厚度为 # <=的泡
沫塑料板做成圆形盖子,覆盖在塑料桶顶部,在盖的
中央挖 !个直径为 # <=的小孔,用海棉包裹幼苗下
胚轴,然后植入盖子中央的孔中,每桶栽 !株,用! @ >
浓度营养液(A3值为 :B1# ;C @ =)进行栽培,此后每
> ;更换一次营养液。营养液栽培期间用电动气泵
"> D连续通气。
当幼苗长有 1!9 片真叶时(!: 月 !! 日)进行
2,34胁迫处理,2,34直接溶于 ! @ >浓度日本园试营
养液中(A3值为 1B0/ ;C @ =)。设 >个处理:营养液
栽培自根苗(E!),营养液栽培自根苗 ’ 2,34(E"),
营养液栽培嫁接苗(F!),营养液栽培嫁接苗 ’ 2,34
(F"),每处理 %株,#次重复,在温室内随机排列。
!"# 测定项目及方法
根系活力测定:采用 **3(氯化三苯基四氮唑)
法[9]。
膜微囊制备:参照赵利辉等[!:]的方法略有改
动。取用去离子水洗净吸干的根尖约 !: G,加入 "
倍(H @ I)体积预冷的研磨缓冲液含 &.J.-(2$"$羟乙
基哌嗪$2$"$乙磺酸)$ *K6- "% ==L4 @ ?(J&0B%),甘
露醇 "%: ==L4 @ ?,AF*)[乙二醇双(!$氨基乙基)醚
四乙酸]# ==L4 @ ?,AM*)(乙二胺四乙酸)# ==L4 @ ?,
N34 "%: ==L4 @ ?,甘油 !:O,+P+(聚乙烯吡咯啉酮)
!O,+5CQ(苯甲基磺酰氯)" ==L4 @ ?,M**(二巯基苏
糖醇)" ==L4 @ ?,RC)(牛血清白蛋白):B!O,冰浴研
磨。匀浆经 >层纱布过滤,!#::: S G离心 ": =6T,取
上清液再以 %:::: S G离心 #: =6T,沉淀悬浮 ! =?悬
浮缓冲液含 5.-["$(2 $ 吗啉代)乙烷磺酸]$ *K6-
"B% ==L4 @ ?(J& 0B%),山梨醇 "%: ==L4 @ ?,AF*) !
==L4 @ ?,M** ! ==L4 @ ?,小心铺于不连续蔗糖梯度
[含 >%O、#/O和 ""O(H @ I)蔗糖溶液]上,经 !:::::
S G离心 " D。在 ""O与 #/O的界面部分收集液泡
膜微囊,从 #/O和 >%O的界面部分收集质膜微囊。
以上操作均在 >U下进行,膜微囊在 !周内使用。
质膜 &’ ()*+,-.活性测定::B% =?反应体系含
#: ==L4 @ ? &.J.-(*K6-(J& /B%),%: ==L4 @ ? N2E#,#
==L4 @ ? 5GCE>,:B! ==L4 @ ?(2&>)"5LE>,:B! ==L4 @ ?
2,2#,:B:!O*K6VLT W$!::,# ==L4 @ ? )*+$2,"和膜微
囊制剂,由 )*+$2," 启动反应,#0U温浴 #: =6T,加
入 %%O *3) %:"? 终止反应,用 EDT6-D6 等
[!!]的方
法测水解 )*+释放的无机磷含量。
液泡膜 &’ ()*+,-.和 &’ (++,-.活性测定::B%
=?反应体系含 #: ==L4 @ ? &.J.-(*K6-(&’ ()*+,-. J&
0B%,&’ (++,-. J& 1B:),%: ==L4 @ ? N34,# ==L4 @ ?
5GCE>,:B! ==L4 @ ?(2&>)"5LE>,:B! ==L4 @ ? 2,2#,
:B"% ==L4 @ ? 2,#PE>,# ==L4 @ ? )*+ $2,"(&’ ()*(
+,-.)或 " ==L4 @ ? 2,>++6(&’ (++,-.)和膜微囊制剂,
由)*+$2," 或 2,>++6 启动反应,其后步骤与质膜
&’ ()*+,-.活性测定相同。
3," ’ ()*+,-.活性测定:参考郝鲁宁和余叔
文[!"]的方法。:B% =? 反应体系含 "%: ==L4 @ ? 蔗
99:!/期 陈淑芳,等:2,34胁迫对嫁接番茄根系质膜和液泡膜 )*+酶活性的影响
糖,!" ##$% & ’ ()*)+,-./+(*( 01"),2 ##$% & ’ 3-45
67!,819 ##$% & ’(6(:)!;$<:,81" ##$% & ’ 6762,819
##$% & ’ =>-3567!,8189?-./@$A B5988,2 ##$% & ’膜
微囊制剂,由 3-4567! 启动反应,20C温浴 28 #/A,
加入 "8!’ ""? -D3终止反应,测定释放的无机磷
含量。
质膜标准氧化还原系统的测定:参照杨永青
等[92]的方法。2 #’反应介质[含 !"8 ##$% & ’蔗糖,
98 ##$% & ’ ;)+,-./+(*( E18)]置于 : #’ 的比色皿
中,加入 2!’ 浓度为 "88 ##$% & ’的 63>(和 98!’
浓度为 288 ##$% & ’的 F)(D6)2 5G ,最后加入 !8!’膜
制剂开始反应。测定反应前后 2:8 A#消光系数的
变化,以不加膜制剂的为空白,按 63>( 9 ##$% & ’
的消光系数为 G1!2计算 63>(的氧化速率。
F)(D6)2 5G 还原速率的测定:方法同 63>(,只
是波长为 :!8 A#,消光系数为 9。
数据用 H3H软件进行方差分析,并对平均数用
>IAJ7AK+新复极差法进行多重比较。
! 结果与分析
!"# $%&’胁迫对番茄嫁接苗和自根苗根系活力的
影响
表 9所示,未经 67D%胁迫,嫁接苗(L9)根系活
力显著高于自根苗(<9)。67D%胁迫后,自根苗(根系活力显著下降,胁迫 M N时,下降了 G:1!8?;嫁
接苗(L!)根系活力在胁迫 2 N时与未处理的嫁接苗
(L9)差异不显著,胁迫 G N和 M N时,下降显著,胁迫
M N时,下降了 :!1"0?;L! 与 表 # $%&’胁迫下番茄嫁接苗和自根苗根系活力的比较
(%)’* # &+,-%./0+1 +2 .++3 4/5+. )*36**1 5.%23*7 %17
+618.++3 3+,%3+ 0**7’/150 917*. $%&’ 03.*00
处理 根系活力 O$$@ P/7Q/%/@R[!S &(S·T),FU]
-.)7@#)A@ 8 N 2 N G N M N
<9 !01MG Q !"12E Q !01!" Q !01GE Q
L9 201"G 7 2"1!9 7 2G19! 7 2"1E" 7
L! 2E1!E 7 2918" 7 !"1M9 Q !81"M J
注(6$@)):同列数值后不同字母表示差异达 "?显著水平,下同
V7%I)+ W$%%$X)N QR N/WW).)A@ %)@@).+ /A +7#) J$%I#A 7.) +/SA/W/J7A@ 7@ "?
%)P)% Y -T) +7#) Q)%$XY
!"! $%&’ 胁迫对番茄嫁接苗和自根苗根系质膜
:; 8<(=%0*、液泡膜 :; 8<(=%0* 和 :; 8==%0* 活性
的影响
表 !看出,未经 67D%胁迫,嫁接苗(L9)根系质
膜 (Z ,3-47+) 活性显著高于自根苗(<9)。67D% 胁
迫下,自根苗(N时与 <9 差异不显著,胁迫 G N 和 M N 时,下降显
著;嫁接苗(L!)质膜 (Z ,3-47+)活性在胁迫 2 N时
显著上升,胁迫 G N和 M N时,显著下降;L! 与 相比,L!显著高于 表 ! $%&’胁迫下番茄嫁接苗和自根苗根系质膜
:; 8<(=%0*活性的比较
(%)’* ! &+,-%./0+1 +2 .++3 -’%0,% ,*,).%1* :; 8<(=%0*
%>3/4/3? )*36**1 5.%23*7%17 +618.++3 3+,%3+ 0**7’/150
917*. $%&’ 03.*00
处理
-.)7@#)A@
质膜 (Z ,3-47+)活性
4%7+#7 #)#Q.7A) (Z ,3-47+) 7J@/P/@R
[4/!#$% &(#S·T),*.$@)/A]
8 N 2 N G N M N
<9 "!198 Q "912G J :E1"M J ""1!E Q
L9 08122 7 GE1"0 Q 0910E 7 0!1:G 7
L! 081M: 7 E!19: 7 G81G0 Q ::1E0 J
未经 67D% 胁迫,嫁接苗(L9)根系液泡膜 (Z ,
3-47+)和 (Z ,447+) 活性均显著高于自根苗(<9)。
67D%胁迫下,在根系液泡膜 (Z ,3-47+) 活性方面,
胁迫 2 N时,自根苗(胁迫 G和 M N时,膜 (Z ,447+)活性方面,胁迫 2 N时,上升;胁迫 G N时,胁迫 M N时,L!均显著高于 !"@ $%&’胁迫对番茄嫁接苗和自根苗根系质膜和
液泡膜 &%!; 8<(=%0*活性的影响
未经 67D%胁迫,嫁接苗(L9)根系质膜和液泡膜
D7! Z ,3-47+)活性均显著高于自根苗(<9)。67D%胁
迫下,在质膜 D7! Z ,3-47+)活性方面,胁迫 2 N时,自
根苗(著下降;嫁接苗(L!)在胁迫 2 N时显著上升;胁迫 G
N时与 L9差异不显著,胁迫 M N时显著下降。在液
泡膜 D7! Z ,3-47+)活性方面,上升,胁迫 G N时与 <9差异不显著,胁迫 M N时显著
下降;L!在胁迫 2和 G N时,均显著高于 L9;胁迫 M
N时显著低于 L9。L! 与 8899 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 9:卷
表 ! "#$%胁迫下番茄嫁接苗和自根苗根系液泡膜 &’ ()*+#,-和 &’ (++#,-活性的比较
*#.%- ! $/01#23,/4 /5 2//6 6/4/1%#,6 &’ ()*+#,- #47 &’ (++#,- #8639363-, .-6:--4 ;2#56-7
#47 /:4(2//6 6/0#6/ ,--7%34;, <47-2 "#$% ,62-,,
处理
!"#$%&#’%
液泡膜 () *+!,$-#活性 !.’./0$-% () *+!,$-# $1%232%4
[,2!&.0 5(&6·7),/".%#2’]
液泡膜 () *,,$-#活性 !.’./0$-% () *,,$-# $1%232%4
[,2!&.0 5(&6·7),/".%#2’]
8 9 : 9 ; 9 < 9 8 9 : 9 ; 9 < 9
=> ?@A8B C ?>A@> 1 ?;A?@ C ?:ADD C >EAE@ C >DA;< 1 >EAED C >;A@: C
=@ ?:A@; C B?A;E C :DAD; 1 @>AD: 9 >DA:> C @?ABB C >?A;@ C >8A:? 1
F> BDA@> $ BBA?< C B $ @?A>D $
F@ B;A:< $ D:A;? $ ??A>@ C ::A@B 1 @?A>; $ :@A?; $ @8A:> $C >BA?? C
表 = "#$%胁迫下番茄嫁接苗和自根苗根系质膜和液泡膜 $#>’ ()*+#,-活性的比较
*#.%- = $/01#23,/4 /5 2//6 1%#,0# #47 6/4/1%#,6 0-0.2#4- $#> ’ ()*+#,- #8639363-, .-6:--4 ;2#56-7
#47 /:4(2//6 6/0#6/ ,--7%34;, <47-2 "#$% ,62-,,
处理
!"#$%&#’%
质膜 G$@ ) *+!,$-#活性
,0$-&$ &#&C"$’# G$@ ) *+!,$-# $1%232%4
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液泡膜 G$@ ) *+!,$-#活性
!.’./0$-% G$@ ) *+!,$-# $1%232%4
[,2!&.0 5(&6·7),/".%#2’]
8 9 : 9 ; 9 < 9 8 9 : 9 ; 9 < 9
=> ?8ABD C ?@A>? 1 :ABB C @DA>@ C :8A>B 1 @;A?? 1 @EADD C
=@ ?8A8B C :EA?B 1 @?A>: 1 >EA<@ 9 @ C @DA>E 1 >:AE< 1
F> B8A<> $ B:A;E C B>A:: $ B?A;; $ :DA<@ $ :EAD; C :?A;B C :;A;@ $
F@ B@A:: $ ;8A@: $ ?;A:; $ :@AB; 1 :BAB< $ B>AD? $ ?@A:: $ @EA;D C
>?= "#$%胁迫对番茄嫁接苗和自根苗根系质膜氧
化还原系统的影响
表 B表明,未经 H$G0胁迫,嫁接苗(F>)根系质
膜 H+I(氧化速率和 J#(GH): K; 还原速率均显著高
于自根苗(=>)。H$G0胁迫下,在 H+I(氧化速率方
面,自根苗(=@)在胁迫 : 9时显著上升,胁迫 ;和 <
9时,均显著下降;嫁接苗(F@)在胁迫 : 9时显著上
升,胁迫 ; 9时与 F>差异不显著;胁迫 < 9时显著
下降。在 J#(GH): K; 还原速率方面,=@在胁迫 : 9时
显著上升,胁迫 ;和 < 9时,均显著下降;F@在胁迫
: 9时显著上升,胁迫 ; 9时与 F>差异不显著;胁迫
< 9 时显著下降。F@ 与 =@ 相比,F@ 均显著高于
=@。
表 @ "#$%胁迫下番茄嫁接苗和自根苗根系质膜氧化还原系统活性的比较
*#.%- @ $/01#23,/4 /5 2//6 1%#,0# 0-0.2#4- 2-7/A ,B,6-0 #863936B .-6:--4 ;2#56-7
#47 /:4(2//6 6/0#6/ ,--7%34;, <47-2 "#$% ,62-,,
处理
!"#$%&#’%
H+I(氧化速率 H+I( .L29$%2.’ "$%#
[’&.0 5(&6·&2’),/".%#2’]
J#(GH): K; 还原速率 J#(GH): K; "#9M1%2.’ "$%#
[’&.0 5(&6·&2’),/".%#2’]
8 9 : 9 ; 9 < 9 8 9 : 9 ; 9 < 9
=> >@BA<8 C >@;A:B 9 >:8A@? C >:@ADD 1 :?=@ >@8ABB C >?@A:E 1 >>;ADB 1 EDA?; 9 :B:A>< C :;DAB; 1 :@;A@E 1 @;EAD? 9
F> >: $ @8>A?B C @>8AD; $ @8;A?D $ BB:A:D $ BB $
F@ @88A;< $ @:EAE?AB@ C B: $ BE@A>: $ B;:AB@ $ B@@A<> C
! 讨论
嫁接栽培的最大优点在于利用砧木发达的根
系,改善根系的吸收功能,增加内源物质的供给[@]。
嫁接苗一般具有较高的根系活力,即使在胁迫条件
下,也会保持较高的根系活力[>?K>B],本试验表明,
H$G0胁迫下,嫁接苗和自根苗的根系活力均有所下
降,但嫁接苗仍显著高于自根苗(表 >),表明嫁接苗
根系具有较强的耐盐性,有利于减轻地上部的伤害。
从细胞水平上看,植物如果能维持细胞质中低
>8>>;期 陈淑芳,等:H$G0胁迫对嫁接番茄根系质膜和液泡膜 +!,酶活性的影响
的 !"#含量和高的 $# % !"#比水平,就能避免或降
低盐害[&’]。盐胁迫条件下,植物通过减少 !"#的进
入、增加 !"#的排出以及 !"#在液泡内富积的方式
来防止 !"#在细胞质中大量积累。根系质膜 (# )
*+,"-.为选择性吸收 $#、拒绝吸收 !"#或主动排
!"#提供动力;液泡膜 (# )*+,"-.和 (# ),,"-.建立
跨液泡膜质子梯度,驱动根系吸收的 !"#进入液泡,
并将液泡中的 $#交换到细胞质中,增加胞质中 $#
浓度,降低过量 !"#对细胞器的伤害[&/0&1]。有研究
表明,!"23能刺激植物质膜 (# )*+,"-.、液泡膜 (# )
*+,"-.和 (# ),,"-.活性的升高,并能诱导相应基因
的表达[&4055]。本试验中,!"23 胁迫下,自根苗质膜
(# )*+,"-. 活性持续下降,嫁接苗质膜 (# )*+,"-.
活性在胁迫 6 7时显著上升,之后下降,但一直显著
高于自根苗(表 5);自根苗和嫁接苗液泡膜 (# )*+)
,"-.和 (# ),,"-.活性均是先上升后下降(表 6),但
嫁接苗均显著高于自根苗。表明嫁接苗根系调节
$#、!"#分布的能力较强,有利于耐盐性的提高。
2"5 #作为植物生长所必需的大量元素和偶联细
胞外信号与细胞内生理反应的第二信使,能维持细
胞壁、细胞膜及膜蛋白的稳定性,在调节植物细胞的
逆境反应和适应性过程中发挥着重要的作用[56]。
通常情况下,植物细胞中 2"5 #浓度很低,受到胁迫
刺激后,2"5 #浓度出现短暂的上升,激活钙调蛋白
(2"8);当 2"5 # 将信号传递到下游调控分子后,
2"5 #浓度又迅速恢复到低浓度状态。在此过程中,
2"5 #通道、2"5 # )*+,"-.(2"5 # 泵)、2"5 # % (# 反向转
运体负责 2"5 #的转运[59]。本试验中(表 9),!"23胁
迫 6 7 时,自根苗质膜 2"5 # )*+,"-. 活性变化不显
著,液泡膜 2"5 # )*+,"-.活性显著上升,而嫁接苗质
膜和液泡膜 2"5 # )*+,"-.活性均显著上升;胁迫 ’ 7
时,自根苗质膜 2"5 # )*+,"-.活性显著下降,液泡膜
2"5 # )*+,"-.活性变化不显著,嫁接苗质膜 2"5 # )*+)
,"-.活性变化不显著,液泡膜 2"5 # )*+,"-. 活性显
著高于对照;胁迫 4 7时,嫁接苗和自根苗的 2"5 # )
*+,"-.活性均显著下降,但嫁接苗均显著高于自根
苗,表明嫁接苗根系对 2"5 # 的调控作用强于自根
苗,从而有利于调节细胞壁、细胞膜及膜蛋白的稳定
性。
质膜氧化还原系统是除 (# )*+,"-.外植物细胞
膜上的另一重要能量转换系统,以 !*:(,)(为电
子供体,具有还原 ;.(2!)6 0’ 的能力,可刺激 (#分泌
及电子跨膜运输[5<]。本试验中(表 <),!"23 胁迫
下,自根苗和嫁接苗 !*:( 氧化速率和 ;.(2!)6 0’
还原速率在胁迫 6 7时均显著上升,随着胁迫时间
的延长(胁迫 4 7时),其活性均显著下降,说明盐胁
迫显著抑制根系质膜氧化还原系统活性,在玉
米[5’]、萝卜[1]上也有类似的结果。但嫁接苗受抑制
较晚,而且从数值上看,不同时间嫁接苗均显著高于
自根苗,表明嫁接苗根系质膜氧化还原系统活性较
高,有利于缓解盐胁迫带来的伤害。
总之,!"23 胁迫条件下,嫁接苗根系质膜 (# )
*+,"-.活性、液泡膜 (# )*+,"-. 和 (# ),,"-. 活性、
质膜和液泡膜 2"5 # )*+,"-. 活性、质膜 !*:( 氧化
速率和 ;.(2!)6 0’ 还原速率均显著高于自根苗,有利
于缓解盐胁迫带来的伤害,提高耐盐性。另外,整个
胁迫期间,嫁接苗的根系活力也显著高于自根苗,表
现出较强的耐盐特征。
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