外源褪黑素对铝胁迫下番茄生长的调节作用

摘要

【目的】研究褪黑素对铝胁迫下番茄生理上的调控作用,为缓解土壤酸铝化对番茄生长造成的不利影响提供理论依据。【方法】以耐铝品种千禧番茄和铝敏感品种普罗旺斯番茄为供试植物,设置空白组、单铝组、褪黑素(MT)处理组和铝+褪黑素共同施加组,测定各处理组生长周期(10 d、20 d、30 d)过程中番茄叶片抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量、叶绿素含量和叶绿素荧光参数,检测根部铝富集含量和根系活力,并对番茄的根、茎、叶进行DNA损伤检测。【结果】铝逆境下两品种番茄生长发育均受到严重抑制,各器官DNA均受损严重,且其根系DNA损伤最为严重。施用褪黑素能够明显缓解番茄的铝毒症状,两品种番茄株高、根长及叶面积等主要生长指标均有所增长;抗氧化酶活性得到显著提高,且随实验周期延长呈现先上升后下降的趋势;GSH和AsA含量最大增幅达91.14%、13.52%;MDA含量降幅最大可达38.39%,脯氨酸含量增幅可达144.81%,调节番茄体内渗透平衡;叶绿素含量明显升高,各项荧光参数得到改善,恢复其光合能力;千禧番茄和普罗旺斯番茄根系活力增幅分别为5.19%和43.03%,两者的根、茎、叶铝富集能力均降低。同时,施加褪黑素也能够有效减缓番茄各器官DNA拖尾现象,修复细胞DNA损伤。【结论】施加外源褪黑素能有效激活铝胁迫下番茄的各项生理响应,促进其生长发育,不仅能提高抗氧化酶系统活性,增强光合能力与根系活力,还可以减少植株体内铝含量,降低细胞DNA受损程度,进一步提升其抗铝能力,为探索MT对逆境下植物的调控作用提供新思路。