黄腐酸对番茄幼苗适应低磷胁迫的生理调控作用

张丽丽 刘德兴 史庆华 巩 彪

磷是植物生长发育的关键元素之一，缺磷会严重影响作物的产量和质量。黄腐酸作为一种天然有机物，在促进植物生长的同时还能提高植物的抗逆能力。开展黄腐酸对番茄幼苗适应低磷胁迫生理调控作用研究，明确黄腐酸对番茄适应低磷胁迫的生理调控机制，对黄腐酸缓解番茄“遗传学缺磷”的概念和机理作出合理解释。采用Hogland营养液水培方式，以番茄“金棚1号”为供试品种，待番茄幼苗长到三叶一心时移到水培盆中缓苗7天，外源添加不同浓度（0、0.04、0.08、0.12、0.16和0.20 g/L）黄腐酸，研究其对低磷胁迫（10 μmol/L）下番茄幼苗生长、根系发育、光合作用性能、磷素吸收和分配、有机酸积累和分泌等生理过程的影响。结果表明，低磷胁迫下，随着黄腐酸施用量的增加，番茄幼苗的各项生理指标基本呈现先增后降趋势。当黄腐酸的施用浓度为0.08 g/L时，显著提高根冠比；增加叶绿素含量，提高叶片光合作用性能；提高番茄不同组织中磷素积累、分配和转运；提高磷转运相关基因（PT1和PHO1）的表达，其中PT1能促进番茄幼苗根系向环境中吸收磷酸盐缓解低磷胁迫；PHO1能促进磷酸盐由根系向茎叶分配从而有效缓解地上部缺磷。黄腐酸能提高根系有机酸（草酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸和酒石酸）积累，降低根系中无氧呼吸产物乳酸和乙酸含量，促进质子泵基因（HA1）的表达，促进根系泌酸，这种生理代谢变化有利于将环境中难溶性的磷转变为可溶性的磷，并促进植物根系对磷素吸收；增强生长发育相关转录因子（GRAS1）表达，降低叶片花青素积累。综上，通过低磷胁迫下添加一定浓度的黄腐酸可明显改善番茄幼苗地上部生长及根系发育，可在一定程度上缓解植物的缺磷症状。