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基本信息

主题：NMT发现盐胁迫下麝香草酚促烟草排Na⁺保K⁺ 为外源化合物提高烟草耐盐性的机制提供证据

期刊：中国烟草学报

研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台

标题：外源添加麝香草酚提高烟草幼苗抵御盐胁迫机理的研究

作者：河南农业大学王静、宋佳倩，四川省凉山州烟草公司西昌市公司卢剑

 

检测离子/分子指标

Na⁺、K⁺

 

检测样品

烟草根、叶肉细胞

 

 

中文摘要

 

       【目的】土壤中盐分含量过高严重影响植物生长，引起盐胁迫。为探寻可以提高烟草耐盐性的外源缓解物质，课题组前期筛选了大量化合物，选用缓解效果最优的麝香草酚进行耐盐胁迫机理的研究。【方法】以烤烟K326为材料，对烟草根尖进行根尖细胞死亡的鉴定和钠钾离子流速的测定，并结合烟草幼苗根长、活性氧含量、抗氧化酶含量等生理指标，探究麝香草酚缓解烟草幼苗盐胁迫的机理。【结果】（1）添加麝香草酚显著降低了盐胁迫对烟草幼苗根系生长的抑制。（2）麝香草酚降低了盐胁迫下植株体内H₂O₂和MDA的积累、缓解了盐胁迫造成的根尖细胞死亡。（3）麝香草酚缓解了盐胁迫造成的Na⁺吸收和K⁺外排。【结论】外源添加麝香草酚可以通过降低H₂O₂造成的氧化损伤，维持细胞内钠钾离子平衡来缓解盐胁迫对烟草幼苗的伤害。

 

 

离子/分子流实验处理

 

①正常的MS培养基为对照（CK）
②MS培养基+150 mmol/L NaCl（S）处理12 h
③MS培养基+50 μmol/L 麝香草酚（T）处理12 h
④MS培养基+150 mmol/L NaCl+50 μmol/L 麝香草酚（ST）处理12 h

 

 

离子/分子流实验结果

 

       细胞内钠钾平衡对植物的耐盐性起关键作用。如图1所示，处理12 h后，在霍格兰营养液培养条件下，烟草根系表现为Na⁺吸收，S处理Na⁺吸收净流速显著增加，而ST 处理与T 处理的Na⁺流速均表现为外排，且ST处理的Na⁺外排净流速显著大于T处理，表明麝香草酚能够促进Na⁺外排，缓解盐胁迫造成的Na⁺内流。对同一烟株叶片中Na⁺流速的检测发现，正常霍格兰营养液培养条件下表现为Na⁺吸收，其他三个处理均表现为外排，且ST处理Na⁺的外排显著低于S 处理。这可能是由于单独盐胁迫处理根系Na⁺吸收增多，运输到地上部后排出，故盐胁迫下地上部Na⁺外排增加，而盐胁迫与麝香草酚处理地上部Na⁺外排量较小。

 

图1. 外源添加麝香草酚对盐胁迫下烟草Na⁺流速的影响。正值代表Na⁺外排，负值代表Na⁺吸收。

 

       由图2可知，CK处理与T处理的烟草根系K⁺流速均为轻度外排，ST处理的K⁺外排净速率明显低于S处理；叶片中CK处理与T处理的K⁺为吸收，盐胁迫处理以及盐胁迫与麝香草酚混合处理后的K⁺为外排，且盐胁迫处理的K⁺外排净流速明显高于盐胁迫与麝香草酚混合处理，表明麝香草酚的添加缓解了盐胁迫造成的K⁺流失。

 

图1. 外源添加麝香草酚对盐胁迫下烟草K⁺流速的影响。正值代表K⁺外排，负值代表K⁺吸收。

 

 

其它实验结果

 

• 添加麝香草酚缓解了盐胁迫对幼苗根系的生长抑制。

• 添加麝香草酚缓解了盐胁迫造成的H₂O₂积累和膜脂过氧化损伤。

• 盐胁迫导致了根尖细胞死亡加剧；而添加麝香草酚明显缓解了盐胁迫诱导的细胞死亡的现象；单独麝香草酚处理对根尖细胞死亡无显著影响。

 

 

结论

 

       盐胁迫容易导致烟草幼苗根系大量活性氧累积，并诱发根尖细胞死亡。麝香草酚能够通过提升烟草幼苗的抗氧化能力，缓解盐胁迫引发的根长抑制和细胞死亡效应；另一方面麝香草酚可以降低盐胁迫造成的Na⁺吸收和K⁺外排，从而维持细胞内钠钾平衡，对植株的耐盐性具有积极的作用。

 

 

测试液

 

0.1 mM NaCl, 0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl₂, 0.3 mM MES, pH 6.0

 

 

NMT实验标准化方案

 

·盐胁迫研究NMT标准化方案

 

 

NMT仪器信息

 

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

原文链接：https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=cjfq&dbname=CJFDLAST2021&filename=ZGYB202102011

 

供稿：赵雪琦
编辑：杨爽
校稿：卻彦晗

 

关键词：麝香草酚；盐胁迫；活性氧；细胞死亡；非损伤微测技术；植物类