外源绿原酸对番茄幼苗低温耐性的生理调控效应OA北大核心CSTPCD

【目的】番茄苗期常遭遇低温冷害,严重影响花果正常发育。酚酸物质绿原酸是农作物抗逆响应的关键代谢物质,但外源绿原酸是否能增强作物耐冷性尚不明确。因此,以低温耐性不同的两个番茄品种为材料,研究外源根施绿原酸对番茄低温耐性的调控效应及可能机制。【方法】以番茄(Solunum lycopersacum)强耐低温品种京番401(JF401)和弱耐低温品种京番101(JF101)为试验材料开展室内盆栽试验。基于前期试验获得的参数,设置6个绿原酸(CGA)根施浓度处理:0、0.005、0.025、0.05、0.1和0.25 g/L。根施CGA后,番茄幼苗在正常温度下生长5周,然后在低温(昼夜温15℃/5℃)胁迫下生长6天。在低温胁迫结束后2天,用手持式叶绿素荧光仪测定完全展开叶片初始荧光产量(Fo)、最大荧光产量(Fm),光化学猝灭系数(Qp)、非光化学猝灭系数(NPQ)及PSII实际光化学效率(ФPSII);调查番茄幼苗地上部鲜重(SFW)、根系鲜重(RFW)和总鲜重(TFW);测定完全展开叶片相对电导率(REC)、叶绿体色素含量(Chl.a、Chl.b、Car)、自由水含量(LFW)和束缚水含量(LBW);测定叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量。【结果】在供试CGA浓度范围内,JF401和JF101番茄幼苗的耐冷性均随CGA浓度的升高先增加后降低,最高耐冷性综合评价指标D值分别出现在0.1和0.05 g/L。Pearson相关分析表明,D值与Fv/Fm、Qp、ФPSII、Chl.a、Chl.(a+b)、SFW、RFW、TFW、SOD、POD、CAT和LBW显著正相关(R=0.72~0.98),与H_(2)O_(2)、NPQ、REC、MDA和LFW显著负相关(R=0.63~0.98)。PCA主成分分析表明,SFW、Chl.b、Chl.(a+b)、Qp、ФPSII和LBW是影响两品种番茄苗期低温耐性的共性关键指标。在CGA最佳浓度下,京番101幼苗的ФPSII、Chl.(a+b)、LBW和SFW较CK的增幅分别为157.7%、35.5%、8.4%和24%,京番401幼苗的增幅分别为223.5%、64.9%、31.2%和62%。【结论】低温胁迫下,根施适量绿原酸可通过改善光能吸收及利用、降低水分生理代谢、增强酶促抗氧化防御和清除活性氧等多途径调控机制,显著提升番茄幼苗低温耐性。