外源24-表油菜素内脂对铜离子胁迫下葡萄幼苗的缓解作用

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本研究以酿酒葡萄品种赤霞珠(Cabernet Sauvignon)为材料,采用营养液水培法对葡萄幼苗进行不同浓度的24-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)预处理,并以120μM铜离子(CuSO4)进行胁迫处理,研究外源EBR对铜离子胁迫下葡萄根系生长、活性氧代谢、渗透调节物质的影响,以及对葡萄叶片活性氧代谢、渗透调节物质、抗氧化酶活性、谷胱甘肽循环系统和内源激素的影响,主要取得以下研究结果:(1)与正常生长对照相比,铜离子胁迫使葡萄幼苗根系总长度、根系总表面积、根体积、根系平均直径、根尖数减少;外源EBR预处理能够缓解根系总长度、根系总表面积、根体积、根系平均直径和根尖数的减少,其中0.10 mg·L-1 EBR处理缓解作用较大。(2)铜离子胁迫使葡萄根系过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O2·-)、丙二醛(MDA)含量显著升高,而外源EBR处理使其含量显著降低,减少了活性氧对葡萄根系的伤害,同时提高了根系脯氨酸及可溶性蛋白含量,维持了葡萄幼苗体内的水分平衡。(3)铜离子胁迫也显著增加葡萄叶片H2O2、O2·-、MDA含量,而外源EBR处理在减少H2O2、O2·-、MDA含量的同时,提高了葡萄叶片脯氨酸及可溶性蛋白含量,也增强了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性,增强了葡萄幼苗的抵抗力,缓解了铜离子胁迫对幼苗的伤害,且0.10 mg·L-1 EBR处理相比其他两个浓度的EBR处理效果较明显。(4)铜离子胁迫影响了葡萄体内抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH),使其循环中的抗氧化物质及酶活性不能维持活性氧代谢的平衡。而外源EBR处理通过增强抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶的酶活性(GR),提高抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,来清除葡萄体内的活性氧自由基,使葡萄叶片维持较高的AsA/DHA和GSH/GSSG比率,稳定葡萄体内的氧化还原环境,提高AsA-GSH循环的运转效率,从而减轻了铜胁迫诱导葡萄幼苗的氧化性损伤,其中0.10 mg·L-1 EBR处理对葡萄幼苗AsA-GSH循环效率的提高最为明显。(5)铜离子胁迫也影响了葡萄幼苗内源激素的含量。外源EBR处理可以调节葡萄内源激素的含量,使脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)的含量相对增加,多种激素共同作用,使葡萄幼苗对铜离子胁迫的忍耐性增强。综上所述,不同浓度的EBR处理对铜离子胁迫下葡萄幼苗有一定的缓解作用,能够增强葡萄幼苗的渗透调节物质、抗氧化酶活力,提高谷胱甘肽循环运转效率,抑制活性氧的积累,从而减小铜离子胁迫对葡萄幼苗的伤害,提高其对铜胁迫的忍耐性,且浓度为0.10 mg·L-1 EBR处理效果较好。
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