聚球藻对酚酸类化感物质的生长和生理响应

作者：刘吉祥; 刘芳宇; 孙林鹤; 崔键; 徐迎春; 常雅军^*; 姚东瑞^*

来源：植物资源与环境学报, 2021, 30(05): 10-21.

• 酚酸类化感物质
• 聚球藻
• 生长抑制
• 叶绿素荧光参数
• 抗氧化酶活性

通过测定和比较聚球藻(Synechococcus sp. PCC7942)的细胞密度、细胞形态、叶绿素a含量、部分叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性,研究苯甲酸、水杨酸和阿魏酸对聚球藻的生长抑制效应及机制。结果显示:与对照(不添加酚酸类化感物质)相比,苯甲酸和阿魏酸对聚球藻的生长、叶绿素a含量和初始荧光(Fo)呈低促高抑的效应;水杨酸对聚球藻的生长、叶绿素a含量和Fo值呈抑制效应,且抑制效果总体上随其浓度的升高而增强;3种酚酸类化感物质对聚球藻的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)呈抑制效应,且Fv/Fm值随着三者浓度的升高而降低。40 mg·L-1苯甲酸、35 mg·L-1水杨酸和60 mg·L-1阿魏酸处理9 d,聚球藻生长的抑制率分别高达86.80%、85.39%和79.35%。3种酚酸类化感物质的高浓度处理造成聚球藻细胞膜破裂,内容物大量外泄,出现聚团和板结现象。随着苯甲酸浓度的升高,聚球藻的超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐降低,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐升高;SOD、POD和CAT活性随着水杨酸浓度的升高而降低,随着阿魏酸浓度的升高而升高。总体上看,3种酚酸类化感物质对聚球藻的生长抑制效应由高至低依次为水杨酸、苯甲酸、阿魏酸。酚酸类化感物质不仅通过阻碍聚球藻叶绿素a合成和抑制PSⅡ活性来抑制细胞生长,而且通过减少细胞分裂、破坏细胞膜、增加胞外絮状分泌物和影响抗氧化酶活性等途径抑制细胞繁殖或导致细胞死亡。

• 单位
  南京农业大学; 江苏省中国科学院植物研究所; 南京中山植物园