外源硅對(duì)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(kāi)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(duì)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(duì)硅的抗旱機(jī)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(duì)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(jī)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(duì)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(duì)番茄抗旱性的影響及作用機(jī)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(yàn)以番茄‘中雜9號(hào)’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(duì)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(shí)，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(duì)葉片中淀粉含量沒(méi)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(shì)與其類似。結(jié)果表明，施硅可促進(jìn)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(wú)機(jī)態(tài)NH4+轉(zhuǎn)化為植物可以利用有機(jī)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(duì)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