外源硅對水分脅迫下番茄碳氮代謝的影響.pdf

1、干旱是主要的非生物脅迫之一，也是世界范圍內(nèi)作物減產(chǎn)的主要原因，開發(fā)更多的節(jié)水型農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)至關(guān)重要。許多研究表明，硅可緩解干旱對植物的傷害，因而施硅可能是提高作物抗旱性的重要途徑之一，但目前對硅的抗旱機理尚未完全闡明。番茄（Solanum lycopersicumL.）是一種世界性的蔬菜作物，提高其抗旱性對保證其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)至關(guān)重要。前人關(guān)于硅提高植物抗旱性機制的研究多集中在喜硅的水稻、高粱等作物中，而在積累硅較少的作物、如番茄中的研究較

2、少;并且，目前有關(guān)硅對植物碳代謝和氮代謝的可能調(diào)控作用的研究較少。研究外源硅對番茄抗旱性的影響及作用機制不僅具有重要的理論意義，也將為硅肥在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。本試驗以番茄‘中雜9號’為研究材料，以10％(w/v)聚乙二醇（PEG-6000）模擬干旱脅迫，研究了模擬干旱脅迫下外源硅(2mM)對番茄碳氮代謝的影響。主要結(jié)果如下:
　　1.在模擬干旱脅迫下，番茄的凈光合速率顯著下降，而外源硅處理顯著提高了其凈光合速率;同時，模擬

3、干旱脅迫導(dǎo)致的番茄幼苗生物量的下降也在加硅之后有所緩解。結(jié)果表明，外源硅可改善植株的光合作用、增加生物量的積累。
　　2.在模擬干旱脅迫下，番茄幼苗葉片中可溶性糖含量顯著降低，而在根系中可溶性糖含量變化不大;加硅顯著提高了脅迫下葉片的可溶性糖含量。在模擬干旱脅迫條件下，根系中淀粉含量顯著升高，加硅后使其顯著降低，但硅處理對葉片中淀粉含量沒有顯著影響。在模擬干旱脅迫下，硅處理使番茄根系和葉片中與蔗糖分解相關(guān)酶——蔗糖合成酶和轉(zhuǎn)化酶活

4、性顯著升高，蔗糖合成相關(guān)酶——蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合酶的活性變化趨勢與其類似。結(jié)果表明，施硅可促進模擬干旱下蔗糖的合成和分解、提高植株可溶性糖和己糖含量，從而有助于改善植株的滲透調(diào)節(jié)能力、保證脅迫下番茄植株的能量供應(yīng)。
　　3.在模擬干旱脅迫下，硅處理使番茄葉片的亞硝酸還原酶活性顯著升高。谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶是植株將無機態(tài)NH4+轉(zhuǎn)化為植物可以利用有機氮的主要途徑，模擬干旱脅迫使其活性下降，而加硅之后顯著提高了其活性。硅處理

5、也提高了脅迫下谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性。結(jié)果表明，外源硅可提高模擬干旱脅迫下植株的氮代謝調(diào)節(jié)能力。在模擬干旱脅迫下，硅處理使番茄幼苗葉片和根系各游離氨基酸含量發(fā)生了變化，抑制了脅迫導(dǎo)致的總氨基酸含量的升高。在模擬干旱脅迫下，番茄幼苗葉片和根系的全氮含量顯著下降，脅迫下加硅處理對其含量影響不大。模擬干旱脅迫下游離氨基酸的積累可能是由于脅迫導(dǎo)致氮代謝失調(diào)的緣故，而脅迫下硅處理改善了番茄的氮代謝，抑制了游離氨基酸的積累。
　　總之，外源硅可能通