外源SiNPs对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响

作者：高伟; 席克勇; 尹军良; 刘奕清; 朱永兴; 贾切^*

来源：西北农林科技大学学报(自然科学版), 2023, 51(09): 109-118.

DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2023.09.012

• 纳米硅
• 盐胁迫
• 生姜
• 光合生理
• 抗氧化酶

【目的】研究外源二氧化硅纳米颗粒(SiNPs)对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响，为SiNPs在生姜抗盐性中的应用提供理论依据与技术支撑。【方法】以竹根姜(Zingiber officinale Roscoe.cv.zhugen)盆栽苗为试材，设置用100 mg/L SiNPs溶液喷施全株5 d后再用蒸馏水浇灌植株根部的SiNP100处理、用蒸馏水喷施全株5 d后再用20 g/L NaCl溶液浇灌植株根部的NaCl处理以及用100 mg/L SiNPs溶液喷施全株5 d后再用20 g/L NaCl溶液浇灌植株根部的SiNP100+NaCl处理，以前后均用蒸馏水处理为对照(CK)。随机选取不同处理后的生姜幼苗，观测其生长形态、光合色素(叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a+b(Chl(a+b))和类胡萝卜素(Car))含量、叶绿素荧光参数(最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ))、光合作用参数(净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs))、丙二醛(MDA)和H2O2含量以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性。【结果】与CK相比，SiNP100处理生姜幼苗的根尖数显著增加，Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量显著提高，NPQ显著下降，Tr显著增加，SOD和CAT活性显著升高，MDA和H2O2含量显著降低，其余指标均与CK差异不显著。在NaCl胁迫条件下，生姜幼苗根系生长受到抑制，叶片明显变黄，与CK相比，总根长、根系表面积、根尖数显著减少，4种光合色素含量均显著下降，Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP显著降低，而NPQ显著升高，Pn、Tr和Gs显著降低，SOD、POD和CAT活性以及MDA和H2O2含量均显著升高。SiNP100预处理则可以缓解NaCl胁迫对生姜幼苗的损伤，总根长、根系表面积、根尖数较NaCl处理显著增加，叶片发黄症状也得到缓解；此外，与NaCl处理相比，SiNP100+NaCl处理生姜幼苗的Chl a、Chl b、Chl(a+b)含量和Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、Pn、Tr以及SOD、POD、CAT活性显著提高，而NPQ和MDA、H2O2含量显著下降，Car含量和Gs则与NaCl处理差异不显著。【结论】外源SiNPs预处理能通过促进植株根系生长、增加光合色素含量、提高光合作用效率、调节抗氧化酶活性、降低MDA和H2O2含量来缓解盐胁迫对生姜幼苗造成的生长抑制和氧化损伤，从而增强生姜植株的抗盐性。

• 单位
  长江大学