nacl胁迫下棉花叶片气体交换属性、光合色素和抗氧化酶的响应(gydF4y2Ba陆地棉gydF4y2BaL.)幼苗对外源甜菜碱和水杨酸的影响gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

外源甜菜碱(GB)和外源水杨酸(SA)的施用减轻了盐度的不利影响。叶面喷施外源GB或SA可通过增加叶片气体交换和刺激抗氧化酶活性来缓解植物的盐胁迫。叶面施外源GB和SA对盐胁迫下棉花幼苗生理生化的影响尚不清楚。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

结果表明:150 mM NaCl胁迫显著降低了叶片气体交换和叶绿素荧光，降低了光合色素数量和叶片相对含水量。叶面喷施5.0 mM外源GB和1.0 mM外源SA促进棉花幼苗气体交换和荧光，增加叶绿素色素数量，促进抗氧化酶活性。与盐胁迫对照相比，叶片喷施也提高了叶片相对含水量和内源GB和SA含量。在盐胁迫下，外源GB和SA显著提高了谷胱甘肽还原酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性，降低了丙二醛含量。在所有实验叶喷GB和SA浓度下，光系统II的光化学效率(gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba)在浓度为5.0 mM GB时达到峰值。净光合速率(gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba),gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba叶片喷施外源GB和SA与叶绿素a和叶绿素b含量呈正相关。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

由此我们得出结论，5.0 mM GB或1.0 mM SA浓度是缓解nacl对棉花幼苗伤害的最佳选择，因为它们促进叶片光合作用，增加光合色素的数量，并刺激抗氧化酶活性。在5.0 mM GB和1.0 mM SA中，叶面施1.0 mM SA在盐胁迫下提高内源GB和SA浓度的效果最好。gydF4y2Ba

由于大量使用盐水灌溉、海平面持续上升和大规模土壤侵蚀，世界范围内的土壤盐碱化现象正在加剧[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba］．土壤中盐浓度的升高(主要是由于NaCl)代表了最强烈的非生物胁迫形式;它限制了全球约20%灌溉土地上的植物产量[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba］．甜菜碱(GB)是一种渗透剂，在植物应对各种非生物胁迫(包括冷胁迫和高盐度)中起着至关重要的作用[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba］．水杨酸(Salicylic acid, SA)是一种重要的植物激素，在生理盐水条件下调节植物的多种生理生化过程。SA对非生物应激耐受机制有多种影响，这些机制对应激源有反应，如热、重金属、臭氧和渗透应激[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

棉花是世界上最重要的纺织纤维，棉花植株对盐胁迫具有极强的弹性。然而，在含盐条件下生长的棉花对其生长有一些负面影响，如纤维质量和产量降低。盐度的影响主要发生在种子萌发期和苗期[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba］．为了减少这些影响，有必要了解棉花对盐胁迫的反应。叶面施外源GB和SA缓解盐胁迫，研究外源GB和SA对棉花幼苗抗盐胁迫的影响是有必要的。gydF4y2Ba

盐胁迫对叶片光合作用的影响最为严重。盐诱导的叶片光合作用减少是由于气孔关闭和细胞内CO浓度降低gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba以及其他一些非气孔特征。气孔关闭限制COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba叶片有效性及蒸腾速率(gydF4y2BaTgydF4y2Ba_rgydF4y2Ba)．因此，细胞间COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度(gydF4y2BaCgydF4y2Ba_我gydF4y2Ba)下降，导致叶片生物化学发生改变，对净光合速率(gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba)在长时间盐胁迫条件下。此外，气孔导度(gydF4y2BaggydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}),gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba在各种盐水条件下同时减少[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba］．有证据表明盐胁迫影响关键的光合酶活性以及叶绿素和类胡萝卜素含量[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba］．盐胁迫降低光合作用的效率，其机制似乎与光系统II复合体有关，对所有类型的胁迫都很敏感[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba］．据报道，叶绿素荧光定量是一种准确识别植物及其环境胁迫耐受性的方法[gydF4y2Ba13gydF4y2Ba，gydF4y2Ba14gydF4y2Ba］．对于不能合成GB或只能合成少量GB的植物，叶面施用外源GB可以缓解非生物胁迫的影响[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba］．在一项研究中，外源GB施用于玉米叶片以减轻盐度的有害影响，无论是否能够合成GB [gydF4y2Ba16gydF4y2Ba］．叶面外源SA的施用促进了盐碱条件下植物的许多生理反应，包括增加gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba，gydF4y2BaggydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}，gydF4y2BaTgydF4y2Ba_rgydF4y2Ba，以及用于光合作用的光化学传输的量子效率(ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba}) [gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba17gydF4y2Ba］．一些研究已经报道了外源SA是一种重要的植物生长调节剂，可以提高植物对盐胁迫的抗逆性[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba，gydF4y2Ba19gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)通过减轻氧化损伤的影响来增强植物对盐胁迫的抵抗力[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．植物拥有各种抗氧化酶，保护植物细胞免受潜在的细胞毒素的侵害。以8周龄棉花叶片为材料，研究了抗盐性与抗氧化酶活性的关系。gydF4y2Ba陆地棉gydF4y2Bal .简历。Acala 1517-8-8)和盐敏感(gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba简历。Deltapine 50)品种[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba］．研究了高NaCl浓度(150 mM)对水稻下胚轴愈伤组织的影响gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba简历。Acala 1517-8-8发现了抗氧化酶的变异。SOD、CAT、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性增加[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba］．丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的积累是胁迫下植物氧化应激诱导脂质过氧化的另一个重要指标[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba］．以往研究发现，外源GB喷施可以缓解盐胁迫对烟草的不利影响(gydF4y2Ba烟草gydF4y2Bal .简历。2)悬浮培养的细胞通过维持或增加抗氧化剂的活性来应对盐引起的氧化应激[gydF4y2Ba23gydF4y2Ba］．研究发现，外源SA喷施可以控制植物抗氧化酶的活性，提高植物对非生物胁迫的抗性[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

我们发现，在生理盐水条件下，棉花幼苗对外源GB和SA的生理生化反应还没有全面的研究。我们假设，在150 mM NaCl胁迫下，外源GB和SA的叶面施用增加了棉花幼苗叶片气体交换，从而提高了抗氧化酶活性，从而提高了棉花幼苗对盐胁迫的抗性。因此，本研究的主要目的是评估外源GB和SA对150 mM NaCl胁迫条件下种植的基因型棉花叶片气体交换、叶绿素荧光、光合色素含量和抗氧化酶的影响。gydF4y2Ba

内源GB和SA对外源GB和SA的反应gydF4y2Ba

采收后测定棉花叶片内源GB和SA含量。150 mM NaCl(处理ST;见表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)与对照处理(CK)相比，内源GB和SA浓度分别提高了51%和90%。除1.0 mM SA处理(SA1.0)外，所有浓度外源GB和SA处理叶片内源GB含量均显著高于单纯nacl胁迫处理(ST)。盐胁迫下，叶喷SA1.5和SA2.0处理内源SA含量显著增加，而所有叶喷GB处理(GB2.5、GB5.0和GB7.5)均低于纯盐处理(ST);见表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．棉幼苗叶片内源GB积累量以GB7.5处理最高。内源性SA积累量以SA2.0处理最高。gydF4y2Ba

叶片气体交换对外源GB和SA的响应gydF4y2Ba

净光合速率(gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba)、气孔导度(gydF4y2BaggydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba})，蒸腾速率(gydF4y2BaTgydF4y2Ba_rgydF4y2Ba)和细胞内COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度(gydF4y2BaCigydF4y2Ba)均显著降低，分别降低了46、68、75和62%。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．叶面施外源GB和外源SA显著影响盐胁迫下叶片气体交换参数。外源GB处理GB2.5、GB5.0和外源SA处理SA1.0显著提高了盐胁迫下棉花叶片各气体交换参数的值。在GB5.0处理下，叶片气体交换参数最高。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

光合酶MDA和LRWC对外源GB和外源SA的响应gydF4y2Ba

盐胁迫对d -核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性无显著影响(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Baa).显著降低了棉花幼苗叶片磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)和叶片相对含水量(LRWC)，分别降低了82%和49%(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Bab, d)，丙二醛(MDA)含量较对照CK增加33%(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Bac).盐胁迫下外源GB和外源SA显著提高了叶片Rubisco活性，降低了叶片MDA含量。叶片施外源GB和外源SA对PEPC活性无显著影响，但与st处理相比，外源GB和SA处理显著提高了LRWC。st处理MDA活性较高(11.84 nmol/mg prot)， GB5.0和SA1.0处理更有效地提高了Rubisco活性和LRWC，降低了MDA含量。gydF4y2Ba

叶绿素荧光对外源GB和SA的响应gydF4y2Ba

叶绿素荧光参数，包括光系统II的最大光化学效率(gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba)，用于光合作用的光化学传输的量子效率(ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba})，结合荧光量子效率和本构热耗散(ΦgydF4y2Ba_{f DgydF4y2Ba})，对盐胁迫敏感。相比之下，通过叶黄素循环光保护非光化学猝灭促进的热耗散量子效率(ΦgydF4y2Ba_NPQgydF4y2Ba)受盐度影响不大。与CK相比，两者都是gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba和ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba}ST组显著降低了5%和19%，而ΦgydF4y2Ba_{f DgydF4y2Ba}ST处理显著增加(图;gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)．所有SA处理均显著提高二者gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba和ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba}在盐胁迫下。GB2.5和GB5.0处理显著增加gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba，而仅GB5.0处理显著增加ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba}在盐胁迫下。参数ΦgydF4y2Ba_{f DgydF4y2Ba}盐胁迫下SA1.0和SA1.5处理显著降低。盐胁迫下，SA1.0处理增加叶绿素荧光最多。gydF4y2Ba

光合色素对外源GB和SA的响应gydF4y2Ba

叶绿素a、叶绿素b (chlp a、chlp b)和类胡萝卜素(crtn)含量的变化如图所示。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba．与CK相比，ST处理(仅盐胁迫)显著降低了chlp a、chlp b和crtn含量，分别降低了44、24和26%。盐胁迫下，叶片施GB和SA浓度均显著提高chlp a值。盐胁迫下各参数、chlp b和crtn均在GB2.5、GB5.0和SA1.0处理下显著升高。在GB5.0和SA1.0处理下，chlp a、chlp b和crtn均达到最大值(图5)。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

抗氧化酶对外源GB和SA的响应gydF4y2Ba

抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽还原酶(GR)的抗氧化酶活性如图所示。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba．采收后测定棉花叶片中APX活性;与CK相比，ST治疗对其无显著影响。仅GB5.0处理显著提高了APX活性(图5)。gydF4y2Ba5gydF4y2Baa). st处理对CAT活性无显著影响，但GB5.0、SA1.0和SA1.5处理显著提高了CAT活性(图5)。gydF4y2Ba5gydF4y2Bab). POD活性受ST处理影响不显著，但在盐胁迫下，POD活性在所有处理中均显著升高(图。gydF4y2Ba5gydF4y2Bac).同样，ST处理对SOD活性没有显著影响，但在所有GB和SA处理中，只有SA1.5没有显著增加SOD活性(图5)。gydF4y2Ba5gydF4y2Bad).在盐胁迫下，GB和SA处理下GR活性与POD活性相似(图2)。gydF4y2Ba5gydF4y2Bae)。gydF4y2Ba

之间的关系gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba，gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba叶绿素a和叶绿素b含量gydF4y2Ba

在ST治疗下，gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba， chlp a和chlp b较CK显著降低，分别降低了48、5、44和24%。在盐胁迫下，GB和SA处理的4个参数均有所增加。Pearson相关性见表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba．gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba而且gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba与chlp a、chlp b显著正相关(表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)．另一方面，在gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba而且gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/ FgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

叶片气体交换参数的调节是提高作物对各种生物和非生物胁迫条件的抗性的一个重要方面[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba］．我们对试验处理的分析表明，在150 mM盐胁迫下，ST处理显著降低了棉花叶片气体交换，而与ST处理相比，GB5.0和SA1.0处理提高了盐胁迫下棉花叶片气体参数的值(图5)。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．盐诱导叶片气体交换参数降低，包括gydF4y2BaCgydF4y2Ba_我gydF4y2BaTgydF4y2Ba_rgydF4y2BaggydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}，gydF4y2Ba而且gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba，已被观察到gydF4y2Ba芸苔属植物junceagydF4y2Bal . (gydF4y2Ba25gydF4y2Ba),gydF4y2Ba豇豆属辐射动物gydF4y2Bal . (gydF4y2Ba26gydF4y2Ba］．这些观察结果与我们的结果是一致的(图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．前人对盐胁迫下叶片光合作用的研究表明，叶面施0.5 mM外源SA可保护植物叶片光合作用不受盐诱导效应的影响[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba］．结果表明，在盐胁迫下，SA1.0处理对提高叶片光合作用最为有效。我们的结果与Nazar等人的结果一致。[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]，他发现叶片喷洒1.0 mM SA浓度可以缓解两个绿豆品种的盐诱导的叶片光合作用减少。相反，叶片气体交换参数增加，包括gydF4y2BaggydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}PgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba而且gydF4y2BaCgydF4y2Ba_我gydF4y2Ba，来自叶面喷外源GB，对盐胁迫下的植物有报道[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba］．结果表明，在盐胁迫下，叶面施用GB，特别是GB2.5和GB5.0处理，显著提高了叶片气体交换参数值，这是由于棉花护叶细胞的膨压增加，从而增加了叶片光合作用。gydF4y2Ba

叶绿素荧光是已被证明与耐盐性有关的少数几个生理参数之一[gydF4y2Ba29gydF4y2Ba］．基于叶绿素荧光评估光合装置的完整性，为检测和量化植物对环境胁迫的抗性提供了一种快速而准确的方法[gydF4y2Ba13gydF4y2Ba，gydF4y2Ba14gydF4y2Ba］．叶绿素荧光可以作为一种非破坏性和非侵入性的工具来确定盐胁迫对光合机制的影响[gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba］．结果表明，与对照相比，150 mM NaCl胁迫显著影响了棉花植株的叶绿素荧光参数。叶绿素荧光中生理应激最敏感的指标是gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba．在ST处理中，gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba与CK相比，从0.828显著降低至0.76。萝卜也得到了类似的结果[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]，西红柿[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]和小麦[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba］．我们把减少归因于gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba到< 0.80，光诱导的减少gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba(光抑制)作为盐胁迫的反应。SA处理均显著提高gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba盐胁迫下与对照相比显著提高，但仅GB2.5和GB5.0处理显著提高gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba在盐胁迫下，与CK的增加相匹配。叶片喷外源GB增加gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba盐胁迫下茄子[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]，叶片喷外源SA增加gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba在gydF4y2Bab . junceagydF4y2Ba盐胁迫下[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．除此之外，还有其他常用的荧光参数gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/gydF4y2BaFgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba，包括ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba},ΦgydF4y2Ba_NPQgydF4y2Ba和ΦgydF4y2Ba_{f DgydF4y2Ba}．我们发现ΦgydF4y2Ba_{f DgydF4y2Ba}显著增加，ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba}盐胁迫显著降低，但盐胁迫对Φ无显著影响gydF4y2Ba_NPQgydF4y2Ba．梅乔和皮塔科[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]同样发现盐胁迫对两种基因型葡萄砧木的能量分配有不利影响。盐胁迫植物叶片喷施外源GB和外源SA对能量分配的影响有待进一步研究。gydF4y2Ba

先前的一项研究报告称，盐度通过破坏生物合成途径降低叶绿素含量[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．我们观察到叶绿素a和叶绿素b含量显著降低。这一观察结果与Zhao等人的发现一致。[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]，他们发现在盐度下叶绿素含量会下降。有人认为，盐胁迫植物叶绿素含量的下降是由于叶绿素酶活性的增加[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba］．在st处理下，叶片crtn含量显著降低;在GB和SA处理下，叶片光合色素chlp a、chlp b和crtn含量增加;在盐胁迫下，GB5.0和SA1.0处理的光合色素增幅最大。在一项与我们的研究结果一致的研究中，Shaki等人。gydF4y2Ba39gydF4y2Ba研究发现，在100和200 mM NaCl胁迫条件下，外源SA喷施显著提高了红花植株的叶绿素含量。伊拉斯兰等人。gydF4y2Ba40gydF4y2Ba结果表明，叶面喷施0.5 mM外源SA可提高NaCl胁迫下胡萝卜crtn含量。与我们的结果相反，我们发现在盐度条件下，GB叶片喷施对油菜叶绿素a和叶绿素b含量没有显著影响[gydF4y2Ba41gydF4y2Ba］．这一结果可能是由于外源GB的浓度和施用方法(喷在单株叶片上的量)。gydF4y2Ba

抗氧化酶如POD和SOD的数量以及CAT活性在盐胁迫下增加，以控制盐诱导的损伤[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba，gydF4y2Ba43gydF4y2Ba］．抗氧化酶，包括SOD, POD和CAT已在许多耐盐植物物种中被报道，如gydF4y2Ba茄属植物lycopersicumgydF4y2Ba［gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]，gydF4y2Ba金盏花officinalisgydF4y2Ba［gydF4y2Ba45gydF4y2Ba),而gydF4y2Ba麻风树gydF4y2Ba［gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]，表明抗氧化剂在减轻盐诱导的植物细胞氧化损伤方面具有潜在功能。我们发现，与CK相比，ST处理的APX、CAT、SOD和POD活性略有增加。研究还发现，在有盐存在的情况下，番茄中的SOD活性也会增加[gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]，这与我们的发现一致。相比之下，Hoque等人。[gydF4y2Ba48gydF4y2Ba]发现盐胁迫下抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性下降。我们发现，GB5.0和SA1.0处理中GB浓度(5.0 mM)和SA浓度(1.0 mM)显著提高了盐胁迫下棉花幼苗叶片APX、CAT、SOD、POD和GR的活性。哈利法等人[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba]的研究结果表明，外源GB和外源SA喷施能增加盐胁迫下生菜抗氧化酶(SOD和POD)的数量。在之前的研究中也观察到了类似的结果[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba48gydF4y2Ba，gydF4y2Ba50gydF4y2Ba］．此外，不同浓度的外源SA处理也能提高植物抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性gydF4y2Ba白刺tangutorumgydF4y2BaBobrov受不同NaCl方案的影响[gydF4y2Ba51gydF4y2Ba］．MDA是氧化应激的另一个主要指标，氧化应激通常归因于氧化损伤[gydF4y2Ba52gydF4y2Ba］．在玉米中发现丙二醛浓度增加[gydF4y2Ba53gydF4y2Ba]和大麦[gydF4y2Ba54gydF4y2Ba]对盐度的反应。我们得到了相似的结果:盐胁迫下棉花叶片MDA含量显著增加。我们认为，在盐胁迫下，叶片喷施外源GB和外源SA诱导了额外的抗氧化酶活性，这是导致MAD增加的原因。在盐胁迫下，喷洒在叶片上，GB5.0和SA1.0处理使MDA含量降低到接近对照处理的水平(图5)。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)．相似浓度的外源SA(0.5和1.5 mM)可显著降低盐胁迫下唐古特兰植株的MDA浓度[gydF4y2Ba51gydF4y2Ba］．相反，也发现外源GB降低了盐胁迫下MDA含量[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

在胁迫下，许多植物合成大量的GB和SA来控制或修复胁迫引起的损伤。我们观察到盐胁迫下棉花叶片中GB和SA的显著积累。gydF4y2Ba55gydF4y2Ba]类似地报道了植物内源性产生GB以对抗环境压力。众所周知，植物也会合成水杨酸来缓解环境压力，例如盐度[gydF4y2Ba56gydF4y2Ba］．我们发现棉花叶片中GB和SA的自然积累不足以缓解nacl诱导的损伤。结果表明，除SA2.0外，所有GB和SA处理均显著提高了盐胁迫下内源GB的含量。相反，当施用SA处理时，内源SA含量仅在盐胁迫下增加。可汗等人[gydF4y2Ba57gydF4y2Ba]报告了非常相似的结果，叶面喷外源SA增加了绿豆内源GB的生物合成(gydF4y2Ba诉放射虫纲gydF4y2Ba3)经受盐胁迫。在盐胁迫下，水稻幼苗也发现外源GB在叶片中积累内源GB [gydF4y2Ba58gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

LRWC是盐胁迫下植物生理水分状况的重要指标[gydF4y2Ba59gydF4y2Ba］．研究了盐胁迫(ST处理，150 mM NaCl)对棉花幼苗LRWC的影响，以评价盐胁迫对棉花幼苗的影响程度。结果显示，ST处理降低了LRWC(图;gydF4y2Ba2gydF4y2Bad).在250 mM盐胁迫下生长的甜菜也得到了类似的结果[gydF4y2Ba60gydF4y2Ba］．LRWC的降低会导致根际盐的大量积累，从而阻碍根系的水分吸收[gydF4y2Ba61gydF4y2Ba］．Yildirim等人的研究[gydF4y2Ba62gydF4y2Ba，gydF4y2Ba63gydF4y2Ba和Sayyari等人。[gydF4y2Ba64gydF4y2Ba]发现，喷施外源GB和外源SA可增加水分胁迫和盐胁迫下生菜的LRWC，结果与图中数据一致。gydF4y2Ba二维gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

研究了外源GB和外源SA对盐胁迫下棉花幼苗叶面喷施对棉花幼苗生理生化特性的影响。在不同浓度外源GB和SA中，中浓度GB (5.0 mM，处理GB5.0)和最低浓度SA (1.0 mM，处理SA1.0)对盐胁迫下棉花叶片气体交换、色素含量、叶绿素荧光和抗氧化酶活性的促进作用最大。各处理叶面喷施外源SA均显著提高了盐胁迫下内源GB含量和内源SA含量。叶面喷施外源GB仅增加内源GB含量。因此，外源SA 1.0 mM叶面喷施比外源GB 5.0 mM叶面喷施更能缓解nacl对棉花幼苗的伤害，因为SA能更好地刺激内源GB和SA的积累，为植物抵御各种胁迫条件提供重要的保护。在本研究成果的基础上，进一步研究5.0 mM GB和1.0 mM SA对不同NaCl处理条件下棉花幼苗的影响。此外，研究外源施用GB和SA对自然环境条件下盐胁迫棉花幼苗生长的影响。gydF4y2Ba

研究场地及实验设计gydF4y2Ba

盆栽试验在中国农业科学院农田灌溉研究所试验站(35°08′n, 113°45′e，海拔80.77 m)的植物实验室内进行。植物室的昼夜空气温度分别设置为20°C和30°C，相对湿度在50-60%的范围内。光子通量密度，校准为350 μmol mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在06:00到20:00之间，由LED灯供电。棉花是gydF4y2Ba陆地棉gydF4y2Ba新伦中37，南疆盐碱地的优势品种。种子购自新疆阿拉尔市塔河(种子有限公司)。棉籽用0.3%过氧化氢消毒30 min，然后用去离子水冲洗3次。种子在苗圃中播种发芽，6-7天大的均匀幼苗移栽到花盆中，每盆一株。使用直径16cm，高18cm的塑料盆，每个塑料盆中填充约2.5 kg的干沙土。gydF4y2Ba

在移栽后20天(DAT)前的生长早期，未对植株进行任何处理。每2-3天用150 mL半强度Hoagland溶液灌溉每盆。营养液组成为:236.2 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}Ca(不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba4 hgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO, 101.1 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}先gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba， 40克LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba没有gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba， 61.6 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}MgSOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba7小时gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO, 34克LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}KHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba阿宝gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba， 18.6 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}KCl, 3.671 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}Fe-EDTA和各种微量元素(1.546 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}HgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba薄gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba， 0.396 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}MnClgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba4 hgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO, 0.575 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}ZnSOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba7小时gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO, 0.125 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}CuSOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba5 hgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO, 0.036 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}CoClgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba6小时gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO, 0.093 g LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}(NH4) 6米gydF4y2Ba_O7gydF4y2BaOgydF4y2Ba_24gydF4y2Ba4 hgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO) (gydF4y2Ba65gydF4y2Ba，gydF4y2Ba66gydF4y2Ba，gydF4y2Ba67gydF4y2Ba］．试验设计包括两种盐浓度(0和150 mM)、三种GB浓度(2.5、5.0和7.5 mM)和三种SA浓度(1.0、1.5和2.0 mM)，对照为零盐浓度的充分浇水处理(CK)。试验采用完全随机设计，每组3个重复。处理标签为:CK =对照;GB2.5 = 2.5 mM GB;GB5.0 = 5.0 mM GB;GB7.5 = 7.5 mM GB;SA1.0 = 1.0 mM SA;SA1.5 = 1.5 mM SA;SA2.0 = 2.0 mM SA; and ST = saline treatment (150 mM NaCl). During 20, 22, and 25 DAT, to avoid the effects of a sudden impact of a 150 mM NaCl concentration, the plants were irrigated to 90% field capacity with 50, 100, and 150 mM NaCl in Hoagland solution. From the first day of ST to harvest, the salt concentration was maintained at a constant level (150 mM) of salt stress. During 10 days after ST application, liquid solutions of GB at the three different concentrations and SA at the three different concentrations were sprayed daily onto the leaves at 5.0 mL per plant according to the experimental treatments. Within the 10-day period of exogenous GB and SA foliar treatments under the 150 NaCl salt stress regime, leaf gas exchange and chlorophyll fluorescence parameters were measured four times. Plants were harvested for determination of biochemical parameters after initialization to the 150 mM NaCl regime (salt stress) and being sprayed with exogenous GB and SA for 10 days.

测量gydF4y2Ba

叶片气体交换与叶绿素荧光gydF4y2Ba

的参数gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ngydF4y2BaggydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}TgydF4y2Ba_rgydF4y2Ba而且gydF4y2BaCgydF4y2Ba_我gydF4y2Ba用Li-6400XT便携式光合作用系统(Li-COR公司，Lincoln, NE, USA)在同一时间，在09:00 - 11:00之间测量棉花植株第三个完全展开的叶片。在1200 μmol m的光通量密度下，从20 DAT到收获，每3 d测量一次各项参数gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}，阻滞温度25°C，气流500 μmol sgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}．在测定期间，用含有干燥剂和苏打的试管控制HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO和COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在仪器室里。测量使用COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba混合器，以400 μmol mol为靶标控制参比浓度gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}苏打石灰旋钮处于完全擦洗位置。HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba腔内的O样为叶片HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO和干燥剂石灰旋钮设置在全旁路位置。叶绿素荧光，以叶片气体交换参数的形式，在同一时间段内，每3天使用MINI-PAM-II荧光仪(光合产量分析仪)测量一次。光系统II (PSII)活性测定gydF4y2BaFgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/ FgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba，以及最小的叶绿素荧光(FgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba)和最大叶绿素荧光(FgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba)．FgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba和FgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba在叶片暗适应30 min后，使用暗叶夹DLC-8和F 'gydF4y2Ba_米gydF4y2Ba在全光照下测量。用于光合作用的光化学传输的量子效率(ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba})，通过叶黄素循环的光保护非光化学猝灭促进的热耗散量子效率(ΦgydF4y2Ba_NPQgydF4y2Ba)，结合荧光量子效率和本构热耗散(ΦgydF4y2Ba_{f DgydF4y2Ba})的计算方法为:gydF4y2Ba

主要的光合酶、光合色素、GB和SA含量gydF4y2Ba

在树叶收获后，使用McCurry等人描述的方法测量Rubisco活性。[gydF4y2Ba68gydF4y2Ba］．PEPC测量方法为Stiborová [gydF4y2Ba69gydF4y2Ba］．棉花叶片叶绿素a、叶绿素b (chlp a、chlp b)和类胡萝卜素(crtn)含量的测定采用Harder等详细描述的方法。[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba］．威利磨用于磨干叶片通过40(单位)目筛。经烘箱干燥恒定重量后，将样品置于氯化钙中储存，称重为0.1±0.0003 g。使用贝克曼DK-2A分光光度计测定663、645和460 nm处的光密度(od)。分别求解663 nm和645 nm处吸收系数的联立方程，得到chlp a和chlp b的毫克数，并根据460 nm处的吸收系数立即计算crtn含量[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba］．GB转换为itsgydF4y2BangydF4y2Ba采用Nuccio等人描述的方法，用快速原子轰击法测定。[gydF4y2Ba71gydF4y2Ba］．叶片内源SA的采样和定量采用Molina等人描述的程序。gydF4y2Ba72gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

抗氧化酶，丙二醛和LRWCgydF4y2Ba

用杵和臼研磨约0.5克新鲜叶片组织。在匀浆中加入5.0 mL 0.05 M预冷磷酸盐缓冲液(pH 7.8)，然后在4°C下以15000 g离心20分钟。通过抑制560 nm处硝基蓝四唑(NBT)的光化学还原，用分光光度法测定SOD活性[gydF4y2Ba73gydF4y2Ba］．用H氧化愈创木酚法测定POD活性gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在470 nm处[gydF4y2Ba74gydF4y2Ba］．CAT活性通过监测HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在240 nm处[gydF4y2Ba75gydF4y2Ba］．为了测量APX活性，将冷冻叶片均质于5.0 mL 50 mM Tris-HCl缓冲液(pH 7.0)中，加入1.0 mM抗血酸钠、1 mM DTT、1.0 mM EDTA、1 mM还原型谷胱甘肽、5.0 mM MgClgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba，和1% PVPP (w/v)在4°C [gydF4y2Ba76gydF4y2Ba］．GR是通过在含有950 μL 0.15 mM NADPH、0.5 mM GSSG和3 mM MgCI的反应混合物中测定NADPH在340 nm处的谷胱甘肽依赖性氧化来确定的gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在50 mM Tris-HCl (pH 7.5)和50 μL提取液中[gydF4y2Ba77gydF4y2Ba］．采用硫代巴比妥酸(TBA)反应，按照Heath和Packer描述的方法，从丙二醛(MDA)含量分光光度法测定脂质过氧化[gydF4y2Ba78gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

为了确定LRWC，每个处理从3株植株上采集叶片样本(植株顶部的第6片叶片)。从茎上切下单个叶片，立即称重以确定FW。为了获得膨体重量(TW)，将叶片漂浮在封闭的培养皿中的去离子水中。用吸水纸定期擦拭叶片表面的水分，直到观察到稳定的重量。叶片样品在75°C下烤箱干燥72 h，以确定DW。LRWC采用以下公式计算(Kaya et al. [gydF4y2Ba79gydF4y2Ba):gydF4y2Ba

试验土壤pH值和电导率gydF4y2Ba

土壤pH值和EC由pH计测量(梅特勒-托莱多320-S上海班特仪器有限公司，中国)。在初始土壤样品、所有盐渍处理(150 mM NaCl)和收获后测量土壤pH值和EC，以便我们评估收获后土壤的变化和最终值。土壤pH值呈碱性，在整个实验过程中几乎保持不变(从8.12到8.56)。从第一次施用NaCl到收获，蒸发和蒸腾使土壤中EC的积累比预期增加了1% (5.42 ~ 5.46 dS mgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})．gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

采用SPSS 23.0 (IBM Corporation, New York, NY, USA)进行单因素方差分析(ANOVA)。不同处理之间的相关性采用SPSS 23.0 Pearson相关法确定。所有数据均以均值表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 3)±标准差，采用Duncan多极差检验，以5%显著性水平区分各处理。gydF4y2Ba

本研究中使用和/或分析的数据集可根据合理要求从通讯作者处获得。gydF4y2Ba

APX型:gydF4y2Ba

抗坏血酸盐过氧化物酶gydF4y2Ba

猫:gydF4y2Ba

过氧化氢酶gydF4y2Ba

Chlp:gydF4y2Ba

叶绿素gydF4y2Ba

CigydF4y2Ba：gydF4y2Ba

细胞内的公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度gydF4y2Ba

DW:gydF4y2Ba

干重gydF4y2Ba

弗兰克-威廉姆斯:gydF4y2Ba

鲜重gydF4y2Ba

FgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

最大荧光gydF4y2Ba

FgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba：gydF4y2Ba

最小的荧光gydF4y2Ba

FgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}：gydF4y2Ba

稳态叶绿素荧光gydF4y2Ba

FgydF4y2Ba_VgydF4y2Ba/ FgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

光系统的最大光化学效率gydF4y2Ba

GB:gydF4y2Ba

甜菜碱gydF4y2Ba

格:gydF4y2Ba

谷胱甘肽还原酶gydF4y2Ba

ggydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}：gydF4y2Ba

气孔导度gydF4y2Ba

LRWC:gydF4y2Ba

叶片相对含水量gydF4y2Ba

MDA:gydF4y2Ba

丙二醛gydF4y2Ba

PEPC:gydF4y2Ba

磷酸烯醇丙酮酸羧化酶gydF4y2Ba

PgydF4y2Ba_ngydF4y2Ba：gydF4y2Ba

净光合速率gydF4y2Ba

圆荚体:gydF4y2Ba

过氧化物酶gydF4y2Ba

二磷酸核酮糖羧化酶:gydF4y2Ba

D-ribulose-1 5-bisphosphate羧化酶/加氧酶gydF4y2Ba

山:gydF4y2Ba

水杨酸gydF4y2Ba

SOD:gydF4y2Ba

超氧化物歧化酶gydF4y2Ba

TgydF4y2Ba_rgydF4y2Ba：gydF4y2Ba

蒸腾速率gydF4y2Ba

ΦgydF4y2Ba_{PSIIgydF4y2Ba}：gydF4y2Ba

用于光合作用的光化学传输的量子效率gydF4y2Ba

ΦgydF4y2Ba_NPQgydF4y2Ba：gydF4y2Ba

叶黄素循环的光保护非光化学猝灭促进了热耗散的量子效率gydF4y2Ba

ΦgydF4y2Ba_{f DgydF4y2Ba}：gydF4y2Ba

结合荧光量子效率和本构热耗散gydF4y2Ba

在此，我们要感谢实验室的同事，河南新乡农业农村部作物水分利用与调控重点实验室的负责人，以及中国留学基金委。gydF4y2Ba

本研究得到了国家自然科学基金重大项目(No. 51790534)、国家自然科学基金(No. 51879267)、中国农业科学院基础科学研究计划(FIRI2016-05, FIRI202001-03)、中国农业科学院农业科技创新计划(ASTIP)的支持。资助机构为本研究提供了资金支持，包括实验实施、数据分析和出版费用。gydF4y2Ba

从属关系gydF4y2Ba

1. 中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部作物水分利用与调控重点实验室，河南新乡453002gydF4y2Ba

   Abdoul Kader Mounkaila Hamani，王光帅，Mukesh Kumar Soothar，沈晓军，高阳和Faisal MehmoodgydF4y2Ba

2. 中国农业科学院研究生院，北京100081gydF4y2Ba

   Abdoul Kader Mounkaila Hamani, Mukesh Kumar Soothar和Faisal MehmoodgydF4y2Ba

3. 南京信息工程大学气象灾害预报与评估协同创新中心江苏省农业气象重点实验室，江苏南京210044gydF4y2Ba

   Rangjian邱gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

概念与设计，YG和XS;方法学，XS和GW;软件，FM和AKMH;数据采集，AKMH和MKS;初始初稿准备、AKMH、RQ、YG;以及融资收购，YG。作者阅读并批准最终的手稿。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba杨高gydF4y2Ba或gydF4y2BaRangjian邱gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

伦理批准并同意参与gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

发表同意书gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者宣称他们之间没有利益冲突。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba

开放获取gydF4y2Ba本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议，允许以任何媒介或格式使用、分享、改编、分发和复制，只要您对原作者和来源给予适当的署名，提供知识共享许可协议的链接，并注明是否有更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创作共用许可协议中，除非在材料的信用额度中另有说明。如果材料未包含在文章的创作共用许可协议中，并且您的预期使用不被法定法规所允许或超出了允许的使用范围，您将需要直接获得版权所有者的许可。如欲查看本牌照的副本，请浏览gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba．创作共用公共领域奉献弃权书(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba)适用于本条所提供的资料，除非在资料的信用额度中另有说明。gydF4y2Ba

转载及权限gydF4y2Ba