喷施生长调节剂缓解甘薯干旱胁迫的机理

摘要

【目的】探讨干旱胁迫下喷施生长调节剂对甘薯光合产物分配的影响以及对干旱胁迫的缓解效应。【方法】采用人工旱棚和旱池模拟薯块膨大高峰期(100—120 d)干旱胁迫,结合13C标记方法,研究喷施6-苄氨基嘌呤(6-BA)、α-萘乙酸(NAA)和脱落酸(ABA)3种外源激素对甘薯干旱胁迫的缓解效应。测定甘薯叶片13C积累量和分配率、内源激素含量、碳代谢酶活性、光合荧光特性等生理生化指标,并进行逐步回归分析、通径分析和RDA分析。【结果】与正常供水相比,干旱胁迫导致甘薯产量下降了18.76%(P<0.05),而喷施生长调节剂可以显著降低干旱胁迫条件下甘薯减产的幅度(P<0.05),喷施6-BA效果最佳,其次分别是喷施ABA和NAA。干旱胁迫下喷施生长调节剂可显著提高功能叶光合效率,从而促进薯块膨大期光合产物的合成。其中,喷施6-BA与喷清水处理相比,叶片净光合速率(Pn)提高了10.93%,最大光化学效率(Fv/Fm)增加了20.00%。干旱喷施不同生长调节剂均能显著提高甘薯瞬时13C积累量和向块根的分配率,6-BA处理分别提高了75.68%和27.68%,促进了光合产物(13C)由叶片向块根中的转移和分配。此外,喷施生长调节剂可提高叶片碳代谢酶活性,喷施6-BA、NAA和ABA与喷清水处理相比,SS酶活性分别提高29.59%、19.25%和13.03%。喷施生长调节剂可以缓解因干旱引起的ZR和IAA含量下降,喷施6-BA与喷清水处理相比,ZR和IAA分别增加了18.72%和10.97%。逐步回归分析表明,光合特性、叶绿素荧光特性、碳代谢酶活性和内源激素是调控薯块膨大高峰期光合产物(13C)分配的关键指标(R=0.997);通径分析表明,对甘薯光合产物(13C)由叶片向块根中转移与分配的影响直接作用系数较大的是Pn、SPS、ABA、ZR、SS和Fv/Fm。RDA分析表明,喷施6-BA与甘薯13C总积累量、块根13C分配率、ZR、Pn、Fv/Fm、SS和SPS具有很好的相关性。【结论】干旱胁迫下,喷施生长调节剂能提高内源激素含量和SPS、ADPGase为主的碳代谢酶活性,改善叶片光合特性,促进薯块膨大期光合产物(13C)由叶片向块根转运,缓解干旱胁迫的影响。

关键词