鉻脅迫下異甜菊醇浸種對小麥幼苗生長的影響

王燕,葛健文,牟伊,文帥,芮海云

鉻脅迫下異甜菊醇浸種對小麥幼苗生長的影響

王燕,葛健文,牟伊,文帥,芮海云*

泰州學(xué)院, 江蘇 泰州 225300

探索異甜菊醇浸種對小麥幼苗在鉻脅迫條件下早期生長的影響，以楊麥2號小麥種子為實(shí)驗(yàn)材料，采用濾紙培養(yǎng)法，首先確定K2CrO4溶液模擬鉻脅迫的最佳濃度，再用10-10～10-7mol/L異甜菊醇對小麥種子進(jìn)行浸泡預(yù)處理，并設(shè)置對照組CK（無脅迫、無預(yù)處理），模型組（有鉻脅迫、無預(yù)處理）。培養(yǎng)7 d后，統(tǒng)計(jì)小麥表觀生長參數(shù)（鮮苗長、鮮根長、鮮苗重、鮮根重）、根系活力、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量、葉綠素含量、MDA含量以及抗氧化酶系統(tǒng)（SOD、POD、CAT活性）。結(jié)果表明，K2CrO4敏感濃度為100 mg/L，單純鉻脅迫下，與CK組相比，模型組小麥幼苗的各項(xiàng)生理指標(biāo)均顯著降低，有害物質(zhì)MDA顯著增加；與模型組相比，不同濃度的異甜菊醇浸種對鉻脅迫條件下小麥幼苗的生理指標(biāo)及抗氧化酶活性均有顯著提高，其中以10-8mol/L和10-9mol/L 異甜菊醇濃度效果最好。幼苗鮮苗重提高16.13%、12.0%；鮮根長提高107.3%、144.0%；鮮根重提高71.4%、95.2%；根系活力提高45.8%、38.3%；可溶性糖含量提高140.0%、150.0%；可溶性蛋白含量提高50.0%、75.0%；葉綠素含量提高31.8%、32.7%；MDA含量降低23.4%、23.5%；SOD活性提高85.6%、77.8%； POD活性提高36.7%、40.6%；CAT活性38.6%、59.1%。說明適宜濃度異甜菊醇（10-9mol/L～10-8mol/L）浸種可有效緩解鉻脅迫對小麥幼苗的生長抑制作用，從而提高小麥的抗逆性。

鉻脅迫; 小麥浸種; 幼苗

近年來我國土壤重金屬污染日益加劇使得我國生態(tài)環(huán)境遭受到巨大威脅[1,2]，耕地的污染程度大約為16.67%[3]，由于鉻在工業(yè)化中的廣泛應(yīng)用，使其成為耕地土壤污染的主要重金屬離子[4]。提高農(nóng)作物的抗金屬性是目前國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。研究表明，可以利用生物抗性、植物的避性和耐性機(jī)制應(yīng)用于重金屬修復(fù)，利用鈍化劑/改良劑、催化裂化催化劑抗金屬技術(shù)等可以提高植物的抗金屬性[5-7]。張盼盼等研究了EDTA（乙二胺四乙酸）對鉻脅迫下黃花幼苗生長的影響[8]，另一方面，隨著基因?qū)W的不斷發(fā)展，科學(xué)家們利用基因組學(xué)手段、基因的水平轉(zhuǎn)移以及基因編輯技術(shù)來挖掘生物重金屬抗性資源[9]。

作為一種廣泛的植物激素，赤霉素在植物的抗重金屬脅迫也發(fā)揮了重要作用，有研究表明水稻葉面施用赤霉素可有效緩解鎘毒害和鎘積累[10]。異甜菊醇是一種具有貝葉烷骨架的四環(huán)二萜類化合物，可由甜菊苷酸水解得到[11]，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較多，具有抗腫瘤、抑菌、降血壓、降血糖、抗氧化等藥理活性[12]。由于異甜菊醇和赤霉素在生物體內(nèi)均由乙酸通過甲瓦龍酸、貝殼杉烯酸等中間體生成，其基本骨架非常相似。早期研究表明，異甜菊醇對水稻種子的萌芽促進(jìn)作用優(yōu)于赤霉素[13]，近幾年，本研究團(tuán)隊(duì)為開發(fā)一種新型高效益的植物生長激素，對異甜菊醇在植物抗逆性提高方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究，相關(guān)研究表明低濃度異甜菊醇可提高小麥幼苗中超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）等抗氧化酶活性，降低有害物質(zhì)丙二醛（MDA）的含量，從而有效緩解小麥的鹽脅迫，此外，張亮等研究也表明異甜菊醇可有效增強(qiáng)油菜幼苗的抗鹽能力[14]。小麥作為世界上種植面積最大、總產(chǎn)量最高的糧食作物，影響著人類糧食安全問題。本文以揚(yáng)麥2號小麥種子為研究對象，通過不同濃度異甜菊醇浸種，研究異甜菊醇對120 mg/L K2CrO4脅迫條件下小麥幼苗生長指標(biāo)的變化，以及抗氧化酶活性的影響，探討異甜菊醇對重金屬鉻脅迫抑制小麥幼苗生長的緩解效應(yīng)，為小麥種子的抗逆性研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

小麥品種為揚(yáng)麥2號，購買自泰州市農(nóng)貿(mào)市場；異甜菊醇（純度：99.5%，南京金陵藥業(yè)）；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鉻脅迫處理濃度的篩選挑選外形飽滿，大小均一、成熟度一致的種子作為試驗(yàn)材料，用1%次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒，清水沖洗干凈，用濾紙吸干種子表面水分待用。將處理好的種子放于墊有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿50粒種子，分別加入20 mL濃度為20、40、80、100、120 mg/L K2CrO4水溶液，CK組加入等量蒸餾水，每個處理進(jìn)行5次重復(fù)，在室溫條件下正常培養(yǎng)，每天補(bǔ)充蒸餾水至首日劑量，每天記錄種子的發(fā)芽情況，以胚根長度2～3 mm為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)7 d后，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%；發(fā)芽指數(shù)=∑G/D，其中G為日的發(fā)芽數(shù)，D為發(fā)芽日數(shù)；活力指數(shù)=×，其中為發(fā)芽指數(shù)，為幼苗平均長度（cm）

1.2.2 異甜菊醇浸種和鉻脅迫處理根據(jù)鉻脅迫處理濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇100 mg/L K2CrO4溶液作為鉻脅迫處理溶液，小麥種子處理同1.2.1項(xiàng)下，設(shè)置10-7mol/L、10-8mol/L、10-9mol/L、10-10mol/L的異甜菊醇水溶液浸泡種子24 h。將處理好的種子放于墊有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿50粒種子，分別加入20 mL濃度為100 mg/L K2CrO4水溶液，以蒸餾水浸種及培養(yǎng)發(fā)芽為對照組CK，以蒸餾水浸種及100 mg/L K2CrO4溶液培養(yǎng)發(fā)芽為模型組，具體見表1。在室溫條件下正常培養(yǎng)，每天補(bǔ)充蒸餾水至首日劑量。培養(yǎng)7 d后，每個培養(yǎng)皿中隨機(jī)取20棵小麥幼苗統(tǒng)計(jì)幼苗生長指標(biāo)（鮮苗長、鮮根長、鮮苗重、鮮根重），并取適量幼苗葉和根系測定相關(guān)生理生化指標(biāo)（重復(fù)5次實(shí)驗(yàn)）。

根系活力采用TTC法測定[15]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[15]，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定[15]，葉綠素含量測定采用丙酮提取法[15]，MDA含量測定采用硫代巴比妥酸法[15]，SOD活性測定采用氯化硝基氮藍(lán)四唑光還原反應(yīng)（NBT）法[15]，POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[15]；CAT活性測定采用紫外分光光度法[15]。

表1 因素水平

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPASS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行差異顯著性分（<0.05），并用Excel 2021 軟件進(jìn)行相關(guān)圖表的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度鉻脅迫下小麥種子發(fā)芽情況

由表2可知，隨著K2CrO4濃度升高，小麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均有不同程度的降低，當(dāng)K2CrO4濃度為100 mg/L時，與CK組相比，小麥種子發(fā)芽率降低了22.8%、發(fā)芽指數(shù)降低了34.8%，活力指數(shù)降低了59.1%，各項(xiàng)指標(biāo)與CK組均存在極顯著差異（<0.01）。當(dāng)K2CrO4濃度為120 mg/L時，小麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)下降超過50%，表明當(dāng)K2CrO4濃度高于120 mg/L小麥種子的發(fā)芽和早期生長會受到嚴(yán)重抑制，因此選擇K2CrO4濃度為100 mg/L作為小麥感受鉻脅迫的敏感濃度。

表2 不同濃度K2CrO4鉻脅迫對小麥種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

注：=5，與CK組比較，*<0.05代表存在顯著差異; **<0.01代表存在極顯著差異。

Note:=5, compared with CK group, *<0.05 means significant difference; **<0.01 means very significant difference.

2.2 異甜菊醇浸種對鉻脅迫下小麥幼苗生長的影響

由表3可知，與CK組相比，模型組的鮮苗長、鮮根長、鮮苗重及鮮根重均顯著降低，分別降低了20.2%、60.0%、20.6%、32.3%，說明高濃度鉻離子顯著抑制了小麥幼苗的生長，其中對根的抑制作用最明顯。實(shí)驗(yàn)組與模型組相比，不同濃度的異甜菊醇浸種處理對小麥幼苗的各項(xiàng)生長指標(biāo)均有不同程度的提升，但均低于CK組。A1、A2、A3、A4的鮮苗長分別提高了13.3%、16.13%、12.0%、9.10%，有顯著性差異（<0.05）；鮮根長分別提高94.6%、107.3%、144.0%、84.5%，有極顯著差異（<0.01）；鮮苗重雖然也均有不同程度提高，但與模型組無顯著差異；鮮根重分別提高了42.8%、71.4%、95.2%、61.9%，其中A1和A4組與模型組存在顯著差異，A2和A3與模型組存在極顯著差異；說明異甜菊醇浸種可顯著緩解鉻脅迫對小苗幼苗的生長抑制，其中對根系的緩解作用最為明顯，以A2和A3組緩解作用最為明顯。

表3 異甜菊醇浸種對鉻脅迫下小麥幼苗生長的影響

注：=20，模型組與CK組比：#<0.05;##<0.01；實(shí)驗(yàn)組與模型組比：*<0.05;**<0.01。

Note:=20， model group compared to CK group :#<0.05;##<0.01; experimental group compared to model group :*<0.05;**<0.01.

2.3 異甜菊醇浸種對鎘脅迫下小麥幼苗生理指標(biāo)的影響

2.3.1 根系活力 由圖1可知，與CK組相比，模型組的小麥幼苗根系活力顯著下降35.1%（<0.05）。實(shí)驗(yàn)組與模型組相比，均顯著提高了幼苗根系活力（<0.05），但也均低于CK組，A1、A2、A3、A4組分別提高25.8%、45.8%、38.3%、33.3%，其中A2組提高最明顯，與模型組存在極顯著差異（<0.01）。說明鉻脅迫下，異甜菊醇浸種可提高小麥幼苗的根系活力，從而緩解鉻脅迫的危害。

圖1 異甜菊醇浸種對鉻脅迫下小麥幼苗根系活力的影響

注：=5，模型組與CK組比：#<0.05;##<0.01；實(shí)驗(yàn)組與模型組比：*<0.05;**<0.01。下同。

Note:=5, model group compared to CK group :#<0.05;##<0.01; experimental group compared to model group :*<0.05;**<0.01. The same below.

2.3.2 可溶性糖和蛋白質(zhì)含量 由圖2可知，與CK組相比，模型組可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均顯著提高（<0.05），分別提高了25.0%、33.3%。實(shí)驗(yàn)組與模型組相比，可溶性糖含量均顯著提高（<0.01），A1、A2、A3、A4組分別提高87.5%、140.0%、150.0%、107.5%；可溶性蛋白含量A1～A4組雖然均有不同程度的提高，但A1和A4組和模型組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，A2、A3組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（<0.05），分別提高了50.0%、75.0%。說明鉻脅迫下，異甜菊醇浸種處理提高了小麥幼苗根系中可溶性大分子物質(zhì)的含量，在一定程度上提高了小麥幼苗根部的滲透調(diào)節(jié)能力，從而提高了根系活力，增強(qiáng)對鉻脅迫的抗逆性。

圖2 異甜菊醇浸種對鉻脅迫下小麥幼苗根系中可溶性糖（A）和蛋白含量（B）的影響

2.3.3 葉綠素含量 由圖3可知，與CK組相比，模型組的小麥幼苗葉片中葉綠素含量顯著下降40.9%（<0.01），說明小麥幼苗的葉綠素合成在鉻脅迫下受到顯著抑制。實(shí)驗(yàn)組與模型組相比，不同濃度的異甜菊醇浸種處理，均顯著提高了幼苗葉片中的葉綠素含量（<0.05），A1、A2、A3、A4組分別提高9.1%、31.8%、32.7%、22.7%，其中A2、A3組提高最明顯，與模型組存在極顯著差異（<0.01）。說明鉻脅迫下，異甜菊醇浸種也有利于小麥幼苗葉片的光合作用，從而提高葉綠素的合成。

圖3 異甜菊醇浸種對鉻脅迫下小麥幼苗葉片中葉綠素含量的影響

2.3.4 MDA含量 由圖4可知，與CK組相比，模型組的小麥幼苗葉片中MDA含量顯著增加57.6%（<0.01），說明小麥幼苗葉片中的有害物質(zhì)MDA在鉻脅迫條件下大大增加，從而抑制了小麥幼苗的生長。實(shí)驗(yàn)組與模型組相比，不同濃度的異甜菊醇浸種處理，均顯著降低了幼苗葉片中的MDA含量（<0.05），A1、A2、A3、A4組分別降低了18.9%、23.4%、23.5%、10.6%，其中A2、A3組降低最為明顯，與模型組存在極顯著差異（<0.01）。說明鉻脅迫下，異甜菊醇浸種可有效降低小麥幼苗葉片中的MDA，緩解鉻脅迫的抑制。

圖4 異甜菊醇浸種對鉻脅迫下小麥幼苗葉片中MDA含量的影響

2.3.5 異甜菊醇對鹽脅迫條件小麥葉片抗氧化酶活性的影響 由圖5可知，在100 mg/L K2CrO4鉻脅迫條件下，與CK組相比，模型組的小麥幼苗葉片中SOD、POD和CAT活性略有增加，但未有顯著變化。與模型組相比，A1、A2、A3、A4組SOD的活性分別提高了20.6%、85.6%、77.8%、8.5%，其中A2、A3組SOD活性提高最為明顯（<0.01）；POD的活性分別提高了23.0%、36.7%、40.6%、34.7%，其中A2、A3、A4組POD活性提高均較明顯（<0.01）；A2、A3、A4組CAT的活性分別提高了38.6%、59.1%、20.5%，A1組CAT活性與模型組無顯著差異，A3組CAT活性提高最為明顯（<0.01）。說明異甜菊醇提高了鉻脅迫條件下小麥幼苗葉片中的抗氧化酶活性，其中A2 、A3組抗氧化酶活性提高最為明顯，這與2.1所述的A2、A3組對小麥幼苗鉻脅迫條件下緩解作用最為明顯的結(jié)果相一致。此外，比較三種抗氧化酶活性提高的程度，SOD酶活性提高最高。

圖5 異甜菊醇浸種對鉻脅迫下小麥幼苗葉片中抗氧化酶活性的影響

3 討論

植物在幼苗生長初期對外界環(huán)境的變化是最為敏感的，也是整個生長過程中最為關(guān)鍵的階段，因此，幼苗生長量可以作為植物抗逆性的直接指標(biāo)。有研究表明赤霉素能有效緩解鹽脅迫對幼苗產(chǎn)生的毒害作用[16]，作為赤霉素類似物，國外也有研究發(fā)現(xiàn)低溫和鎘脅迫下，異甜菊醇浸種預(yù)處理可以提高小麥的抗逆性[17-19]。張亮等的研究結(jié)果表明[14]，不同濃度的異甜菊醇浸種可以提高油菜種子的發(fā)芽率及早起幼苗生長，其中10-9mol/L～10-8mol/L異甜菊醇作用最顯著。本文作者在前期的研究結(jié)果表明[20]，低濃度的異甜菊醇浸種（10-8mol/L和10-9mol/L）可以促進(jìn)鹽脅迫條件下小麥幼苗的早期生長，其中對根系的促進(jìn)作用最明顯。本文研究結(jié)果與之相似，在鉻脅迫（100 mg/L K2CrO4）條件下，10-10mol/L～10-7mol/L異甜菊醇浸種可提高小麥幼苗的早起生長，對根系的促進(jìn)作用最明顯，其中以10-8mol/L和10-9mol/L的異甜菊醇浸種處理效果最好，表明用適宜濃度的異甜菊醇浸種，能有效緩解鉻脅迫對植物早起生長的抑制作用，其中尤以10-8mol/L和10-9mol/L的低濃度效果較好，該結(jié)論提示植物生長促進(jìn)劑的適宜濃度相對較低，這與低濃度植物激素可以促進(jìn)植物生長，而高濃度激素抑制植物生長的前人研究結(jié)論是一致的[21]。

植物的根系是最先感受土壤脅迫環(huán)境的器官，根系活力可作為植物抗逆性能的重要研究指標(biāo)[18,19]。此外，在重金屬脅迫下，植物根系可合成滲透壓調(diào)節(jié)物質(zhì)以維持細(xì)胞滲透壓平衡，可溶性糖及可溶性蛋白質(zhì)是植物體內(nèi)重要的滲透壓調(diào)節(jié)物質(zhì)，巴青松等[22]研究結(jié)果顯示，鉻脅迫（160 mg/L Cr3+）下小麥根系可溶性糖含量降低，外源脯氨酸可提高小麥根系可溶性糖含量，朱紅霞等[23]研究結(jié)果表明，鉻脅迫（100 μmol K2Cr2O7）下百日草幼苗的可溶性糖和可溶性蛋白含量顯著升高，同時外源褪黑素也可顯著提高百日草幼苗的可溶性糖和蛋白質(zhì)含量。在本文研究結(jié)果顯示，在鉻脅迫（100 mg/L K2CrO4）下，小麥幼苗根系中可溶性糖及蛋白質(zhì)含量顯著提高，根系活力顯著降低，10-10mol/L～10-7mol/L甜菊醇浸種可提高小麥幼苗的根系活力，其中以10-8mol/L異甜菊醇浸種效果最為明顯；不同濃度異甜菊醇浸種還可顯著提高小苗幼苗根重可溶性糖及蛋白質(zhì)含量，其中以10-8mol/L和10-9mol/L的異甜菊醇浸種處理效果最好，結(jié)果提示異甜菊醇浸種可能是通過提高小麥根系內(nèi)滲透壓活性物質(zhì)從而提高了小麥根系活力，緩解了鉻脅迫對小麥幼苗的生長抑制作用。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)，植物在逆境中，葉綠素含量的穩(wěn)定有助于維持光合作用的正常運(yùn)行，因此，測定小麥在鉻脅迫下的葉綠素含量也有助于評價(jià)異甜菊醇對鉻脅迫的緩解作用。有研究表明，水稻、甜高粱等葉片中的葉綠素含量在鹽脅迫條件下顯著降低[24]。本文研究結(jié)果顯示，小麥幼苗在鉻脅迫條件下葉綠素含量也顯著降低，10-10mol/L～10-7mol/L異甜菊醇浸種可提高小麥幼苗的葉綠素含量，其中以10-8mol/L和10-9mol/L異甜菊醇浸種效果最好，與張亮的研究結(jié)果相似[14]。

植物在正常條件下，體內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除處于動態(tài)平衡，當(dāng)植物處于脅迫環(huán)境下，平衡被破壞，體內(nèi)會產(chǎn)生過量自由基，進(jìn)而對細(xì)胞膜產(chǎn)生過氧化損害，MDA作為過氧化產(chǎn)物之一，可反映植物的氧化損傷程度[25]。作為生物本能反應(yīng)，植物體內(nèi)的抗氧化酶SOD、POD、CAT在逆性環(huán)境下可通過提高活性，從而減輕逆境脅迫的傷害，維持正常生理功能[26]。朱金芳等[27]研究表明，中國怪柳中抗氧化酶體系（SOD、POD、CAT）在鹽脅迫條件下活性顯著降低，MAD含量顯著升高。Mikhailov AL等[28]研究表明，甜菊醇浸種可提高冬小麥在鎘和鋅重金屬脅迫下的抗壞血酸過氧化酶活性，張麗麗[29]等研究結(jié)果表明，外源性赤霉素可有效提高水稻在鹽脅迫下的抗氧化酶活動，從而有效清除自由基，顯著減少M(fèi)DA的生成；本文研究結(jié)果顯示，在鉻脅迫（100 mg/L K2CrO4）條件下，模型組小麥幼苗中抗氧化酶體系活性略有提高，MAD含量顯著升高，10-10mol/L～10-7mol/L異甜菊醇浸種可提高小麥幼苗葉片中的抗氧化酶活性，從而顯著降低了MDA含量，其中以10-8mol/L和10-9mol/L異甜菊醇浸種效果最好。此外本文研究結(jié)果還揭示了異甜菊醇浸種預(yù)處理主要是提高了抗氧化酶系統(tǒng)中SOD酶的活性。

4 結(jié)論

綜上所述，異甜菊醇作為赤霉素類似物，采用較低濃度浸種(10-8mol/L和10-9mol/L)可有效緩解鉻脅迫對小麥幼苗生長的抑制作用，主要是通過提高了小麥幼苗的根系活力、小麥根系中可溶性大分子物質(zhì)含量、葉綠素含量及抗氧化酶活性，降低MDA含量，提高小麥幼苗的抗逆性。異甜菊醇有望成為一種提高植物抗逆性的新型植物生長調(diào)節(jié)劑。

[1] 鐘旻依,張新全,楊昕穎.植物對重金屬鉻脅迫響應(yīng)機(jī)制的研究[J].草業(yè)科學(xué),2019,36(8):1962-1975

[2] 郭宏偉.工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染評估和治理研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2021,18(2):135-136

[3] 宋偉,陳百明,劉琳.中國耕地土壤重金屬污染概況[J].水土保持研究,2013,20(3):293-298

[4] 郭紅葉.鉻脅迫對小麥幼苗生長的影響及其生理機(jī)理[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2015

[5] 王若男,乜蘭春,張雙雙.植物抗重金屬脅迫研究進(jìn)展[J].園藝學(xué)報(bào),2019,46(1):157-170

[6] 王娟,蘇德純.基于文獻(xiàn)計(jì)量的小麥、玉米重金屬污染農(nóng)田修復(fù)治理技術(shù)及效果分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2021,40(3):493-500

[7] 何云林.催化裂化催化劑抗重金屬技術(shù)應(yīng)用分析與研究[J].化工管理,2019(20):122-123

[8] 張盼盼,武熊,紀(jì)紅濤,等.EDTA對鉻脅迫下黃瓜幼苗生長及生理特性的影響[J].作物雜志,2022.https://kns.cnki.net/ kcms/detail/11.1808.S.20220804.0906.002.html

[9] 李婷,吳明輝,楊馨婷.植物與微生物對重金屬的抗性機(jī)制及聯(lián)合修復(fù)研究進(jìn)展[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2020,23(3):93-98

[10] 張春雨,王海娟,王宏鑌.赤霉素介導(dǎo)下植物對重金屬的耐性機(jī)理[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2020,36(2):137-144

[11] Jeppesen PB, Chen X, Liu Z,. Isosteviol elevates plasma HDL cholesterol level a potential new drug for the treatment of coronary heart disease [J]. Diabetologia, 2009,52(1):490-501

[12] Monika S, Deepa P, Payal S,. Loop-mediated isothermal amplification assays: Rapid and efficient diagnostics for genetically modified crops [J]. Food Control, 2019,106(4):203-210

[13] 劉秀芳,黃曦,徐漢生.甜葉醇的結(jié)構(gòu)改造及生物活性試驗(yàn)[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1994(2):74-78,94

[14] 張亮,李玉婷,夏文靜,等.鹽脅迫下異甜菊醇浸種對油菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2020,35(8)883-890

[15] 韓玉珍,張學(xué)琴.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:科學(xué)出版社,2021:101-110

[16] 高添樂,陳丹儀,李云峰,等.外援赤霉素對鹽脅迫下甜玉米幼苗生理性狀的影響[J].種子,2019,38(6):48-50

[17] Nevmerzhitskaya YY, Timofeeva OA, Mikhaylov AL,. Stevioside increases the resistance of winter wheat to lowtemperatures and heavy metals [J]. Doklady Biological Sciences, 2013,452(1):287-290

[18] 冀保毅,李杰,信龍飛,等.亞精胺對水分脅迫下稻茬小麥幼苗抗氧化特性及根系活力的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018,47(3):29-33

[19] 賀滉,牛美麗,黨選民,等.外源物質(zhì)對鹽脅迫下西瓜種子發(fā)芽的影響[J].北方園藝,2018(4):66-71

[20] 王燕,李廷友,王豆,等.異甜菊醇對鹽脅迫下小麥幼苗生長的影響[J/OL].作物雜志,2022.DOI:https://kns.cnki.net/k cms/detail/11.1808.S.20220803.1954.004.html.

[21] Davood S, Jalal JS, Ahad S,. Influence of gibberellic acid on life table parameters ofHübner (Lepidoptera: Noctuidae) in laboratory conditions [J]. International Journal of Tropical Insect Science, 2019,39(3):195-202

[22] 巴青松,張?zhí)m蘭,李桂萍,等.根施脯氨酸對鉻脅迫下小麥幼苗生長的生理影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)), 2019,34(4):576-582

[23] 朱紅霞,李賽楠,蘇文青,等.外源褪黑素對鉻脅迫下百日草種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J/OL].山東農(nóng)業(yè)科 學(xué),2022.DOI: https://kns.cnki.net/kcms/detail/37.1148.S.20220922.1857.002.html.

[24] Golan K, Rubinowska K, Kmie? K,. Impact of scale insect infestation on the content of photosynthetic pigments and chlorophyll fluorescence in two host plant species [J]. Arthropod-Plant Interactions, 2015,9(1):55-65

[25] Farooq MA, Ali S, Hameed A,. Cadmium stress in cotton seedlings: Physiological, photosynthesis and oxidative damages alleviated by glycinebetaine [J]. South African Journal of Botany, 2016,104:61-68

[26] 李西,吳亞嬌,孫凌霞.鉛脅迫對三種暖季型草坪草生長和生理特性的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2014,23(4):171-180

[27] 朱金芳,劉京濤,陸兆華,等.鹽脅迫對中國怪柳幼苗生理特性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(15):5140-5146

[28] Mikhaylov AL, Timofeeva OA, Nevmerzhitskaya YY,. Molecular heterogeneity of lectins in wheat seedlings under the action of stevioside and heavy metals [J]. Doklady Biological Sciences, 2018,479(1):64-66

[29] 張麗麗,倪善君,張戰(zhàn),等.外源赤霉素對鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)及幼苗生長的緩釋效應(yīng)[J].中國稻米,2018,24(2):42-46

Effects of Isosteviol Immersion Seed on Growth of Wheat Seedlings under Chromium Stress

WANG Yan, GE Jian-wen, MOU Yi, WEN Shuai, RUI Hai-yun*

225300,

To explore the effect of issteviol immersion on the early growth of wheat seedlings under chromium stress. Yangmai no. 2 wheat seed was used as the experimental material.Firstly, the filter paper incubation method was used to explore the optimal concentration of K2CrO4solution for simulating chromium stress. Then the wheat seeds were soaked and pretreated with 10-10～10-7mol/L isosteviol, while the control group CK (no stress, no pretreatment) and model group (chromium stress, no pretreatment) were set.After 7 days of culture, wheat apparent growth parameters (fresh seedling length, fresh root length, fresh seedling weight, fresh root weight), root activity, chlorophyll content, MDA content, and antioxidant enzyme system (SOD, POD, CAT activities) were counted. The results showed that the sensitive concentration of K2CrO4was 100mg/L. Compared with CK group, the physiological indexes of wheat seedlings in model group were significantly decreased, while MDA of harmful substances was significantly increased under chromium stress alone. Compared with the model group, different concentrations of isosteviol impregnated seeds significantly increased the physiological indexes and antioxidant enzyme activities of wheat seedlings under chromium stress, among which 10-8mol/L and 10-9mol/L isosteviol concentrations had the best effect, while the seedling fresh weight increased by 16.13%, 12.0%; fresh root length increased by 107.3%, 144.0%; fresh root weight increased by 71.4%, 95.2%; root activity increased by 45.8% and 38.3%；soluble sugar content increased by 140.0%, 150.0%; soluble protein content increased by 50.0%, 75.0%；chlorophyll content increased by 31.8%, 32.7%; MDA content decreased by 23.4%, 23.5%; SOD activity increased by 85.6%, 77.8%; POD activity increased by 36.7%, 40.6% and CAT activity was 38.6%, 59.1%.These results indicated that the suitable concentration of issteviol (10-9mol/L to 10-8mol/L) could effectively alleviate the growth inhibition effect of chromium stress on wheat seedlings, and thus improve the stress resistance of wheat.

Chromium stress; wheat soaking seed; seedling

S351.1

A

1000-2324(2022)05-0711-08

2022-08-14

2022-09-11

泰州市科技支撐計(jì)劃(農(nóng)業(yè))項(xiàng)目(TN201709);江蘇省高校自然科學(xué)基金(21KJB350008);江蘇省“六大人才高峰”資助項(xiàng)目(YY-110);泰州市科技支撐計(jì)劃(社會發(fā)展)項(xiàng)目(TN202135)

王燕(1989-),性別,博士在讀,研究方向?yàn)橹参锃h(huán)境生理學(xué). E-mail:b02001@tzu.edu.cn

通訊作者:Author for correspondence. E-mail:576310708@qq.com