外源褪黑素对高温胁迫下泽泻幼苗生长和生理的影响

本研究以四川道地药材泽泻(Alisma plantago-aquatica Linn.)为实验材料,通过对泽泻幼苗的根系施加100μmol/L褪黑素(Melatonin,MT),再将其进行42℃,12 h高温胁迫处理。从泽泻幼苗的生长状况、光合作用、抗氧化防御系统、渗透调节物质、热休克基因以及产量等方面的变化,探究了外源褪黑素对泽泻幼苗高温胁迫的缓解作用及生理机制,以期为解决生产实践中高温胁迫对泽泻苗期带来的伤害。主要研究结果如下:(1)外源褪黑素显著提高常温及高温胁迫条件下泽泻幼苗株高、根长、壮苗指数等生长指标,使其单株产量在高温胁迫下提高10.71%。同时,高温胁迫和施加外源褪黑素均能促进泽泻幼苗叶片褪黑素的积累。(2)高温胁迫导致泽泻幼苗叶绿素含量降低,叶片光系统II受损,光合速率下降;外源褪黑素预处理可以维持叶片叶绿素含量和光合作用基本正常,提高Rubisco酶的活力,从而缓解高温对泽泻光合作用的不利影响。(3)外源褪黑素使高温胁迫下泽泻叶Gefitinib价格片的H_2O_2、O_2~(·-)、MDA及相对电导率显著降低,提高SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性,调控AGW4869核磁s A-GSH循环,保持ROS平衡;同时减少电解质外渗,增强渗透microbiota dysbiosis调节能力,降低膜质过氧化水平,减少细胞死亡,维持泽泻幼苗正常生理代谢,提高植株抗高温胁迫能力。(4)此外,外源褪黑素预处理显著提高了高温胁迫下泽泻幼苗的热休克基因Hsf A2、HSP60、HSP70和HSP90的表达水平。可见外源褪黑素可以通过调节热休克基因的表达从而提高泽泻幼苗的耐热性,缓解高温对泽泻幼苗的伤害。综上所述,在实际生产过程中,可以通过施用外源褪黑素来提高高温胁迫下泽泻幼苗的壮苗指数,进而促进植株光合效率、促进碳水化合物的合成和积累,增加高温胁迫下泽泻产量。