小肽螯合铁缓解樱桃萝卜苗期高温胁迫的生理机制

【目的】樱桃萝卜(Raphanus sativus L.var.radculus Pers.)易受高温胁迫引起的活性氧爆发导致损伤,进而影响生长。小肽螯合铁是一种外源生物刺激素,可显著提高作物抗逆性。本文探讨了不同小肽螯合铁处理浓度对樱桃萝卜中与高温胁迫相关的生理活性成分的影响,为利用小肽螯合铁减少高温胁迫对作物生长的危害提供理论依据。【方法】以樱桃萝卜为试材进行浸种和灌根试验。试验设常温25℃不加生物刺激素的清水处理(CK0);胁迫温度为30℃下不加生物刺激素的清水处理(CK),浓度为66.7 mg/L的芸苔素内酯处理(BHG)以及21.0、32.0、48.0 mg/L浓度的小肽螯合铁处理(T-Fe-1、T-Fe-2、T-Fe-3),共6个处理。在樱桃萝卜生长28天后,采集植株样,称重,并测定内源激素含量和抗氧化及光合系统酶活性。【结果】高温胁迫下,与清水处理比较,小肽螯合铁浓度为21.0 mg/L时显著提高了樱桃萝卜的生长素(IAA)水平144.2%,显著提高整株生物量26.0%、根系长度35.8%;显著提高脯氨酸(Pro)含量229.9%;显著提高抗氧化系统中抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性21.7%、谷胱甘肽还原酶(GR)活性11.7%,然而对超氧阴离子(■)活性、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Pn)影响不显著。高温胁迫条件下,与促生效果较好的66.7 mg/L芸苔素内酯处理比较,21.0 mg/L小肽螯合铁可显著提高IAA含量141%,提高Pro含量11.4%,并分别显著提高过氧化氢酶(CAT)、APX和GR活性262.5%、44.7%和19.4%,从而显著降低■活性18.6%。高温胁迫条件下,32.0 mg/L小肽螯合铁较清水处理可显著提高Pro含量184%,分别提高超氧化物歧化酶(SOD)和GR活性366%和19.8%,并分别降低过氧化氢(H2O2)、■活性和MDA含量41.5%、24.2%和76.5%,但其整株生物量显著降低36.5%;而48.0 mg/L小肽螯合铁处理较清水处理可显著提高IAA、Pro含量26.1%和132.6%,SOD和GR活性分别显著提高633.4%和19.4%,显著降低H2O2、■活性29.9%和26.2%,整株生物量无显著差异,促生效果不明显。【结论】本试验条件下,施用21.0 mg/L小肽螯合铁可显著提高樱桃萝卜内源激素和脯氨酸水平、抗氧化系统活性,从而显著缓解高温胁迫损伤,提高生物产量。超过该剂量施用小肽螯合铁有抑制作物生长的风险。

Physiological mechanism of mitigation of high temperature stress by peptide-chelated iron application in cherry radish seedling

JIA Chun-hua;ZHANG Lin-lin;ZHANG Min;LIU Zhi-guang;ZHENG Lei;SUN Ling-li;SUN Zheng(National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources/College of Resources and Environment,Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018, China;State Key Laboratory of Nutrition Resources IntegratedUtilization/Kingenta Ecological Engineering Group Co., Linshu, Shandong 276700, China;Zhongde Fertilizer (Pingyuan)Ltd., Pingyuan, Shandong 253100, China;Ocean University of China, Qingdao, Shandong 266005, China)