外源亚精胺对高温胁迫下生菜氮代谢的影响

摘要：

[目的]在高温季节种植的生菜产量和营养品质不佳,而与生菜产量最密切的营养元素是氮.研究外源亚精胺(Spd)在生菜抗高温胁迫中的氮代谢调控机理,为降低高温对生菜产生的危害提供保护措施.[方法]试验材料为散叶生菜'北散生3号',试验处理设置常温对照(昼/夜温度:22℃/17℃,CK)、高温胁迫处理(昼/夜温度:35℃/30℃,H)、高温喷施Spd处理(HS).观察3个不同处理生菜的生长形态变化,研究生菜根系离子流速、含氮化合物(总氮、氨态氮、硝态氮)含量、氮代谢关键酶活性及基因相对表达水平的变化.此外,分析CK、H和HS处理对生菜叶片游离氨基酸含量的影响.[结果]与对照CK相比,生菜生长在H处理受到抑制;与H处理相比,HS处理的生菜总鲜重、总干重、叶长、叶宽、根长、根系体积和根系表面积均有所增加,分别增加了 24.00％、24.62％、14.97％、11.83％、23.24％、29.47％和36.98％.CK、H和HS处理的生菜总氮含量变化与生菜的生长趋势一致.CK、H和HS处理的生菜根系NO3-净吸收量远小于NH4+,即生菜根系主要以吸收NH4+为主;H处理使根系NO3-外排而HS处理促进根系NO3-内流.HS处理有效抑制高温导致的叶片和根系氨态氮含量的积累.同时,与H处理相比,HS处理增加了叶片和根系的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性及上调LsNR、LsGS、LsGOGAT1、LsGDH的相对表达水平.与CK相比,H处理的总游离氨基酸(TAA)含量显著减少(P＜0.05);HS处理缓解了高温导致的TAA含量减少.处理CK、H和HS之间的鲜味氨基酸(UAA)、甜味氨基酸(SAA)和苦味氨基酸(BAA)的变化趋势与TAA一致,与其呈相反趋势的是芳香族氨基酸(AAA).处理CK、H和HS之间的天冬氨酸(Asp)、苏氨酸(Thr)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、缬氨酸(Val)、赖氨酸(Lys)、组氨酸(His)、精氨酸(Arg)和脯氨酸(Pro)这9种氨基酸与TAA的变化趋势一致.其中,检测的游离氨基酸中变异系数最大的是Arg.[结论]高温喷施Spd处理抑制了高温导致的生菜生物量积累的降低.与高温处理相比,高温喷施Spd处理缓解了高温胁迫导致的氮代谢紊乱,增加了叶片总游离氨基酸含量和呈味氨基酸中的甜味氨基酸、鲜味氨基酸、苦味氨基酸含量,有效地改善了生菜的耐高温能力,提升了高温胁迫下生菜的营养品质.

关键词：高温、生菜、氮代谢、亚精胺、离子流速、氨基酸

所属期刊栏目：55

分类号：S645;S512.1;TS201.2+4

资助基金：国家重点研发计划;北京市叶类蔬菜产业创新团队;北京市教育委员会科技计划

在线出版日期：2022-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1399-1410