不同品种桑树幼苗对缺铁胁迫的应答反应及差异性

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sky_ywt
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本研究以7个品种的桑树(MorusalbaL.)幼苗为材料,采用水培试验方法,对缺铁胁迫下桑树幼苗生长的应答反应、铁吸收积累及品种间的差异性进行了探讨,旨在为桑树对缺铁环境适应差异性机制的阐明及铁高效桑树品种筛选提供科学理论依据。主要结果如下:   1.四叶期的桑树幼苗经缺铁处理7d后,植株生物产量减少0.76-11.19%,而叶片(+l~+3叶)叶绿素含量及植株POD活性、SOD活性均显著降低,叶片和根系中的MDA含量显著升高,说明缺铁的桑树生长受阻、细胞膜结构稳定性受破坏。   2.缺铁对不同品种的桑树生长的影响有一定的差异。缺铁处理7d后,桂桑优12、抗青、沙2х伦109、特优2、粤桑11、塘10х伦109、桂桑优62地上部生物产量分别减少3.51、6.25、9.09、9.60、12.91、14.29、15.46%。缺铁对塘10х伦109、桂桑优62生长的影响较大,而桂桑优12、抗青的生长受到的影响较小。   3.对照处理中铁的迁移率为30.14%-40.20%,缺铁胁迫下提高到42.18%-51.65%,说明缺铁能诱导植物体内的铁从根部更多地向地上部分迁移。在缺铁植株的培养液中加入难溶性Fe2O3后,植株新叶复绿,说明桑树幼苗在缺铁胁迫下能利用难溶性Fe2O3。特优2等品种植株地上部铁含量为44.859-53.467mg-kg-1DW,显著高于对照(39.017-43.304mg.kg-1DW)。不同品种对Fe203的吸收能力有明显的差异。粤桑11品种供应Fe2O3期间植株对铁的吸收量为15.72μg.plant-1,远大于桂桑优12的量(7.85μg.plant-l)。其它品种对Fe2O3的吸收量则介于9.51-12.35μg-plant-1之间。   4.缺铁胁迫诱导根系的生长。缺铁处理7d后,植株的根冠比从对照的0.123~0.160增加至0.167-0.202。根冠比的增加可能有利于植株在缺铁条件下对铁的吸收。   5.缺铁处理后根尖H+-ArP酶活性显著提高,随着处理时间(3、5、7d)的延长酶活性逐渐提高。另一方面,缺铁处理4d后,根系周围的溴甲酚紫从紫色转为明显的黄色。缺铁处理7d后,不同桑树品种培养液的pH分别下降0.97-1.23个单位。培养液pH值的变幅随着处理时间(1、3、4、5、6、7d)的延长而加大。并且,培养液的pH值随着H+-ArP酶活性的提高而下降:缺铁处理3d后桂桑优12品种根尖H+-ATP酶活性己显著高于对照,而培养液的pH值在处理5d后才明显降低。不同品种桑树H+-ATP酶活性和培养液的pn值受缺铁处理的影响有一定差异:粤桑11品种在缺铁处理7d后H+-ATP酶活性和培养液的pH值的改变均大于桂桑优12。这些结果表明缺铁诱导的根际酸化作用可能是桑树吸收难溶性铁的重要机制。   6.缺铁处理后根系铁还原酶活性显著提高,随着处理时间(3、5、7d)的延长酶活性逐渐提高。另一方面,缺铁处理4d后,根系周围的MnO2介质由于被还原从棕色转为无色。而且,活性还原性物质的分泌与处理时间有关:缺铁处理前4d用高锰酸钾滴定法均不能检出活性还原性物质,5d后的分泌量才能被检出,为13.17-16.53μmol.(plant.d)-1(对照的1.23-2.78倍),并随着缺铁时间的延长(5、6、7d)而增大,7d后增加到31.25-48.27μmol-(plant.d)-1(为对照的3.04-6.12倍)。并且,活性还原性物质的分泌量的提高与铁还原酶活性的增大具有相关性:铁还原酶活性在缺铁3d后与对照处理相当:为3.41-5.45μmol.(g·FW·h)-1(为对照1.09-1.40倍),5d后显著高于对照,而5d后也才能检出活性还原性物质的分泌。不同品种桑树根系铁还原酶活性和还原性物质分泌量受缺铁处理的影响有一定差异:粤桑11品种在缺铁处理7d后根系铁还原酶活性和还原性物质分泌量的改变均大于桂桑优12。这些结果说明缺铁诱导的根系活性还原性物质的分泌,根际还原作用可能是桑树吸收难溶性铁的重要机制。
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