一种利用外源ABA提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII光化学效率的方法技术

本发明专利技术首次发现浓度为10‑20mg/L外源ABA可以有效提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学效率，降低盐胁迫下非调节性热耗散(NO)；外源ABA显著增强盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光耐受能力和电子传递能力，降低了光损伤程度。

A Method for Improving Photochemical Efficiency of PSII in Cucumber Seedling Leaves under Salt Stress by Using Exogenous ABA

【技术实现步骤摘要】
一种利用外源ABA提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII光化学效率的方法
本专利技术涉及植物光合作用
，具体涉及一种利用外源ABA提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII光化学效率的方法。
技术介绍
近年来，随着我国园艺作物设施栽培的快速发展，设施土壤次生盐渍化现象普遍存在。设施生产中，由于周年生产，土壤无法休闲和自我更新，加之过量施用化肥，造成土壤盐分积累；土壤中未腐熟的有机肥分解后，残留硫化物、有机盐和无机盐，加剧了土壤盐渍化程度；频繁灌溉，水源水质盐分过多，也会引起盐渍化；设施土壤不受或很少受到雨水冲淋，同时密闭环境中土壤水分蒸发强烈，引起土壤中盐分表层化，增加了根际盐分浓度，导致设施土壤盐分表面积累明显。地球上生命赖以生存的能量来自太阳光，光合作用是能够利用这种能量的重要生物学途径。植株干重的40％左右都是由光合作用固定的碳素组成，这个过程几乎是所有植株生长发育的重要组成部分，对植物生长至关重要。高等植物光合作用的早期过程，如光能吸收、光化学反应、电子传递和ATP合成等都在类囊体膜上进行。和其他生物膜一样，类囊体膜主要由蛋白质和脂类构成，膜上镶嵌着蛋白复合体和色素复合体，如光系统I(PSI)、光系统II(PSII)、细胞色素复合体以及ATP复合体等，这些复合体在光化学反应中行使着重要功能。然而，当植物遭受盐胁迫时，植株光化学效率明显下降，碳同化过程受到阻碍，严重影响了作物的产量和品质。生产实践证明，改进栽培方式和通过生物调控途径可缓解盐胁迫对植物生长发育造成的抑制，但生产成本会增加，且效果有限。另外，植物光合器官对盐胁迫具有一定的适应调节能力，除自身形态结构的变化外，体内还会诱导形成一些具有生物活性的物质。因此，在了解盐胁迫下植株光合生理代谢变化的基础上，有依据的选择一些外源生长类调节物质对栽培作物进行外源处理(如浸种、叶面喷施、根际施用等，是目前提高植株耐盐能力，缓解和克服设施土壤次生盐渍化简便、有效、可行的办法之一，具有十分广阔的应用前景。光合作用的原初光化学反应包括光能吸收、传递和光反应两个重要阶段。由于光合系统是进行水裂解释放氧气和形成化学能的主要部位，它在光合作用研究中占有很重要的地位。在光合器官上，光系统II比光系统I对环境胁迫更为敏感。因此，光系统II对环境胁迫的响应是光合作用适应逆境过程中最重要的一个环节，有关盐胁迫对原初光化学效率的影响问题，也一直是光合系统对盐胁迫响应的研究重点。有许多关于盐胁迫下植物PSII光化学效率的研究报道，但有关盐胁迫对PSII活性的影响，至今也尚未形成统一认识。这些研究表明PSII对盐胁迫的敏感性随不同的植物种类和胁迫程度而不同。黄瓜是世界性的重要蔬菜作物，也是我国设施栽培面积大、种植范围广的主要蔬菜作物之一。然而，黄瓜根系对盐渍环境非常敏感，设施土壤发生盐害时，黄瓜植株光化学效率显著降低，生长发育受到抑制，严重影响黄瓜的产量和品质，阻碍黄瓜设施栽培的可持续发展。因此，研究提高盐胁迫下蔬菜作物光化学效率的措施及其机理，对增加蔬菜产量、改善品质和提高经济效益均具有重要的意义。脱落酸(ABA)是一种维管植物中普遍存在的激素，在植物体内从根尖到顶芽的每个主要器官或活组织中都有ABA分布，根系ABA含量往往比叶片高。ABA能够在含有叶绿体或者造粉体的几乎所有细胞中合成。与其他激素类似，ABA反应的程度依赖于它在组织中的浓度及组织对它的敏感性。在植物任何一个发育时期，组织中有活性的ABA浓度均取决于ABA的生物合成、代谢、分布和运输。ABA作为植物体内重要的内源激素，参与植物生长和发育各个过程，但目前还未见有关于外源ABA在提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII光化学效率方面的报道。
技术实现思路
本专利技术研究发现，外源施用一定浓度的ABA可以有效提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学效率(ΦpsII)，降低盐胁迫下非调节性热耗散(NO)；外源ABA显著增强盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光耐受能力和电子传递能力，降低了光损伤程度。由此提出了本专利技术。本专利技术的第一方面，提供外源ABA在提高盐胁迫下植物叶片PSII光化学效率中的应用。优选的，所述植物为黄瓜幼苗。优选的，所述外源ABA通过如下(a)-(c)中至少一项的途径来提高盐胁迫下植物叶片PSII光化学效率：(a)提高盐胁迫下植物叶片最大光化学效率；(b)降低盐胁迫下非调节性热耗散；(c)增强盐胁迫下植物叶片的光耐受能力和电子传递能力。优选的，所述外源ABA的浓度为10-20mg/L。更优选的，所述外源ABA的浓度为15mg/L。本专利技术的第二方面，提供外源ABA在制备提高盐胁迫下植物叶片PSII光化学效率的试剂中的应用。本专利技术的第三方面，提供一种提高盐胁迫下植物叶片PSII光化学效率的试剂，其以浓度为10-20mg/L的外源ABA为有效成分。本专利技术的第四方面，提供一种提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片PSII光化学效率的方法，包括利用浓度为10-20mg/L外源ABA对黄瓜幼苗叶片进行喷洒的步骤。本专利技术的有益效果：当植物遭受盐胁迫时，生长受到抑制，这与光合效率的下降密切相关。盐胁迫降低植物光合效率主要有以下几个因素：气孔限制，由于土壤相对较高的盐溶液浓度，引起植物水分缺失，非气孔限制，光合色素含量减少；离子浓度的变化，光合器官的结构和功能受到破坏。本专利技术首次发现浓度为10-20mg/L外源ABA可以有效提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII实际光化学效率，降低盐胁迫下非调节性热耗散(NO)；外源ABA显著增强盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光耐受能力和电子传递能力，降低了光损伤程度。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。本专利技术实施例中所用的未进行具体说明试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。实施例1：1.试验方法：将黄瓜种子经消毒、浸种后，在28℃下催芽24h，然后播种于装有石英砂的塑料盘中育苗。温室昼温为22-28℃、夜温16-18℃，光强大约为400-600umolm-2s-1，相对湿度维持在60-70％，子叶展开后浇1/2剂量的Hoagland营养液。待第二片真叶完全展开后，选取生长整齐一致的幼苗定植于装有1个剂量Hoagland营养液的水培槽中。营养液pH值为6.5，EC值为2.2-2.4mS·cm-1。试验设4个处理：(1)对照(C)：正常营养液栽培；(2)对照+15mg/LABA；(3)盐胁迫(S)；(4)盐胁迫+15mg/LABA。预培养2天后，向营养液中添加氯化钠，开始处理时营养液中NaCl浓度为25mM，每天逐步增加25mM直到第三天至终浓度为75mM。开始NaCl处理后，每天下午4点对幼苗进行叶面喷施15mg/L的ABA，处理(1)和处理(3)喷施等体积的蒸馏水。3次重复，每个处理72株。盐胁迫终浓度处理第7d时，测定各项指标。叶绿素荧光参数测定：黄瓜叶片叶绿素荧光参数利用PAM荧光仪进行测定。其中：Fv/F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.外源ABA在提高盐胁迫下植物叶片PSII光化学效率中的应用。

【技术特征摘要】
1.外源ABA在提高盐胁迫下植物叶片PSII光化学效率中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物为黄瓜幼苗。3.权利要求1所述的应用，其特征在于，所述外源ABA通过如下(a)-(c)中至少一项的途径来提高盐胁迫下植物叶片PSII光化学效率：(a)提高盐胁迫下植物叶片最大光化学效率；(b)降低盐胁迫下非调节性热耗散；(c)增强盐胁迫下植物叶片的光耐受能力和电子传递能力。4.根据权利要求1-3任一项所述的应用，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀秀，林雪乔，刘明媚，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37