外源IAA對干旱脅迫下紅豆草種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

摘要：為研究外源IAA浸種對干旱脅迫下紅豆草（Onobrychis viciifolia Scop.）種子萌發(fā)及早期幼苗生長的影響，本研究利用不同濃度生長素吲哚3-乙酸（indole-3-acetic acid，IAA）浸泡處理紅豆草種子24小時(shí)，測定干旱脅迫后紅豆草的種子萌發(fā)、幼苗表型及其生理生化等指標(biāo)。結(jié)果表明，25 mg·L-1IAA浸種處理對干旱脅迫下紅豆草種子萌發(fā)具有明顯的促進(jìn)作用，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最大，并且能夠促進(jìn)主根延伸，改善根冠比和葉綠素的含量。此外，25 mg·L-1 IAA浸種處理能夠提高干旱脅迫下紅豆草幼苗抗氧化酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸的含量，以及降低丙二醛和過氧化氫含量，緩解干旱脅迫引起的氧化損傷。但是，高濃度的外源IAA（100 mg·L-1）浸種則抑制了紅豆草種子萌發(fā)及幼苗的生長發(fā)育。因此，25 mg·L-1 IAA浸種有助于紅豆草種子萌發(fā)及早期幼苗的耐旱性，為優(yōu)質(zhì)牧草紅豆草在干旱地區(qū)的高效種植提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：IAA浸種；干旱脅迫；種子萌發(fā)；幼苗生長；抗氧化酶

中圖分類號：Q945.78文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-0435（2023）03-0796-08

The Effects of Exogenous IAA on Seed Germination and Seedling Growth of

Onobrychis viciifolia Scop. under the Drought Stress

MA Xiao-lan1，2， ZHOU Hua-kun3， ZHANG Zheng-fang1，2， LI Zhen-zhen1，2，

XU Meng-zhen2， HUANG Ao-wei2， WANG Wen-ying4， YIN Heng-xia1*

（1. State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture Qinghai University， Xining， Qinghai Province 810016， China;

2. College of Eco-Environmental Engineering， Qinghai University， Xining， Qinghai Province 810016， China; 3. Key Laboratory of

restoration Ecology of Cold Area in Qinghai Province， Northwest Institute of Plateau Biology Chinese Academy of Sciences， Xining，

Qinghai Province 810008， China; 4. College of life science， Qinghai Normal University， Xining， Qinghai Province 810016， China）

Abstract：To investigate the effects of exogenous IAA on the seed germination and early seedling growth of Onobrychis viciifolia under the drought stress，O. viciifolia seeds were soaked with different concentrations of indole-3-acetic acid （IAA） for 24 h;and the seeds were germinated subsequently，the seed germination，seedling phenotype，as well as physiological and biochemical characteristics were determined while treated with the drought stress. The results revealed that the seed germination of O. viciifolia was dramatically promoted under the drought stress when seeds were soaked with the 25 mg·L-1IAA，and the germination rate，germination potential，germination index and vital index of O. viciifolia seeds were optimum among four IAA treated groups with different concentrations of IAA. Furthermore，25 mg·L-1IAA soaking treatment enhanced the primary root length，and improved the root/shoot ratio and chlorophyll content of early seedlings of O. viciifolia under the drought stress. In addition，25 mg·L-1IAA soaking treatment was actually able to increase the activity of antioxidant enzymes and the content of osmotic regulator proline，decline the content of malondialdehyde （MDA） and hydrogen peroxide in early seedlings under the drought stress，and alleviate the oxidative damage caused by the drought stress. The high concentration of exogenous IAA （100 mg·L-1），however，inhibited the germination of seeds and the drought tolerance of early seedlings. Therefore，25 mg·L-1 IAA soaking is helpful for the germination of O. viciifolia seeds and the drought tolerance of early seedlings，which would shed light on the efficient planting of high-quality forage O. viciifolia in arid regions.

Key words：Soaking seeds with the exogenous IAA;Drought stress;Seed germination;Seedling growth;Antioxidant enzymes

高寒牧區(qū)牧草在生長發(fā)育過程中受到諸多環(huán)境脅迫因子的影響，其中，干旱是影響牧草生長發(fā)育、品質(zhì)和產(chǎn)量等的關(guān)鍵因素［1］，已成為高寒牧區(qū)牧草產(chǎn)業(yè)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的瓶頸問題。干旱不僅影響植物的生長發(fā)育，而且嚴(yán)重限制了其分布范圍及生態(tài)適應(yīng)性，阻礙了遺傳潛力的發(fā)揮。因此，提高牧草對干旱環(huán)境的耐受性，對于解決和提高牧草產(chǎn)量，以及保障高寒地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)具有重要實(shí)際意義。

當(dāng)受到干旱脅迫時(shí)，植物進(jìn)化出了多種對干旱信號的響應(yīng)機(jī)制，如觸發(fā)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的產(chǎn)生，激活抗氧化系統(tǒng)如超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD），過氧化物酶（Peroxidase，POD）和過氧化氫酶（Catalase，CAT），以此清除植物體內(nèi)過多的活性氧自由基，從而避免氧化損傷［2-3］。此外，干旱也會引起相關(guān)激素如生長素、脫落酸和乙烯等信號途徑的響應(yīng)，以抵御干旱脅迫帶來的不利影響［4］。生長素吲哚3-乙酸（Indole-3-acetic acid，IAA）是一種調(diào)控植物生長發(fā)育的重要激素，能夠促進(jìn)植物細(xì)胞分裂、伸長以及新器官的分化和形成［5-8］，干旱脅迫下會使植物體內(nèi)IAA含量降低，導(dǎo)致植株生長發(fā)育不良。另外，IAA可以通過維持植物細(xì)胞內(nèi)較高的抗氧化酶活性，降低細(xì)胞內(nèi)丙二醛（Malondialdehyde，MDA）水平，增強(qiáng)植物對非生物脅迫的適應(yīng)性［9-10］。在種子萌發(fā)方面，外源IAA浸種能促進(jìn)光皮樺和野牛草種子的萌發(fā)；并且一定濃度IAA處理可促進(jìn)鹽脅迫下大豆幼苗的生長，使葉片光合速率提高，增強(qiáng)了保護(hù)酶系統(tǒng)活性，增強(qiáng)大豆幼苗對鹽漬環(huán)境的抵抗能力。因此，IAA在植物生長發(fā)育及環(huán)境脅迫耐受中具有重要功能。

紅豆草（Onobrychis viciifolia Scop.）是一種青藏高原地區(qū)種植的多年生豆科牧草，富含蛋白質(zhì)、氨基酸和多種礦物質(zhì)，適口性強(qiáng)，被稱之為“牧草皇后”，是高原地區(qū)反芻動(dòng)物的粗飼料來源之一。近年來，通過對紅豆草在甘肅、青海、西藏等地區(qū)多年引種栽培發(fā)現(xiàn)紅豆草對青藏高原干旱環(huán)境耐受性逐漸增強(qiáng)［11］。目前，紅豆草的研究主要集中于鹽、干旱、低溫和低磷脅迫的生理生化應(yīng)答、轉(zhuǎn)錄組分析、代謝產(chǎn)物分析方面，但是IAA對其干旱脅迫下種子萌發(fā)及早期幼苗生長的影響尚不清楚［12-14］。本研究以高寒牧草紅豆草種子為研究材料，利用不同濃度的IAA浸種，通過研究模擬干旱脅迫下種子萌發(fā)、早期幼苗表型抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化等，探究IAA浸種對紅豆草種子萌發(fā)及生長的影響，為紅豆草在干旱地區(qū)的推廣種植提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究材料

本研究所用紅豆草成熟種子采自青海省同德縣牧草良種繁殖場紅豆草種植基地（35° 09′ N，100° 39′ E），海拔約3 400米，種子采集后置于室內(nèi)通風(fēng)處晾干，然后儲存于4℃冰箱中。

1.2研究方法

1.2.1浸種及干旱脅迫處理挑選顆粒飽滿、大小一致的紅豆草種子，首先用70%的乙醇浸泡30 s，無菌水沖洗3次，再用10%次氯酸鈉消毒5 min，接著用無菌水清洗3次。然后將種子分為6組，其中IAA-10，IAA-25，IAA-50和IAA-100組分別用濃度為10，25，50，100 mg·L-1 IAA浸種24 h，同時(shí)對照組（CK）和干旱脅迫組（DR）用蒸餾水浸種24 h。

隨后將IAA及蒸餾水浸泡的紅豆草種子用滅菌水清洗3次，采取紙上發(fā)芽法［15］的方式將種子均勻擺放到鋪有濕潤滅菌濾紙的9 cm培養(yǎng)皿中，每皿放置30粒種子［16-17］，DR和IAA浸種處理的培養(yǎng)皿中分別加入5 mL濃度10% PEG 6000的1/2 Hoagland溶液繼續(xù)培養(yǎng)，CK組則用不含PEG 6000的1/2 Hoagland溶液培養(yǎng)，每個(gè)處理組3個(gè)重復(fù)。將培養(yǎng)皿放置到植物光照培養(yǎng)箱（溫度：（23±1）℃；光照/黑暗：16 h/8 h；濕度40%）中培養(yǎng)，期間每12 h更換1次培養(yǎng)液。

1.2.2種子萌發(fā)指標(biāo)的測定按照報(bào)道［18］的方法對種子萌發(fā)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以胚根突出種皮長度為2 mm的種子視為發(fā)芽種子，從培養(yǎng)皿放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h后開始統(tǒng)計(jì)，每天早晚固定時(shí)間觀察統(tǒng)計(jì)萌發(fā)，直至沒有種子萌發(fā)結(jié)束統(tǒng)計(jì)。按照下列公式計(jì)算發(fā)芽率（GR）、發(fā)芽勢（GP）、發(fā)芽指數(shù)（GI）和活力指數(shù)（VI）。

GR=n/N×100%

式中：n為萌發(fā)種子數(shù)；N為供試種子數(shù)

GP=SNm/SNo×100%

式中：SNm為發(fā)芽粒數(shù)；SNo為供試種子數(shù)

GI = ∑（Gt /Dt）

式中：Gt為第t天種子發(fā)芽數(shù)；Dt為發(fā)芽天數(shù)

VI=GI×SL

式中：SL為幼苗鮮重

1.2.3根長測定參照《牧草種子檢驗(yàn)規(guī)程》［19］，測定培養(yǎng)9天后各處理組紅豆草幼苗的主根長。將培養(yǎng)皿中長勢一致的紅豆草幼苗用相機(jī)拍照，然后將圖片導(dǎo)入ImageJ軟件測量幼苗根長，每個(gè)處理組測量不少于30株幼苗。

1.2.4幼苗地上、地下部分鮮重測定將不同處理組的紅豆草幼苗從培養(yǎng)皿中取出，用蒸餾水沖洗干凈，分開其地上部分與地下部分，稱量法測定鮮重，并計(jì)算其根冠比。

根冠比=地下部重量/地上部重量

1.2.5幼苗生理生化指標(biāo)的測定培養(yǎng)至11天，按照李合生等［20］報(bào)道的方法，采集葉片測量葉綠素的含量。取0.5 cm長度的根尖，用Evans Blue染色試劑染色10 min，用乙醇沖洗三次后在體式顯微鏡下進(jìn)行觀察。收集整個(gè)幼苗，利用試劑盒（購自蘇州科銘生物技術(shù)有限公司），按照說明書分別測定SOD，CAT，POD的活性，以及脯氨酸、MDA和H2O2的含量。

1.3數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用GraphPad Prism8.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，采用SPSS 20.0 對CK、DR以及IAA組的測定指標(biāo)進(jìn)行單因素ANOVA分析，以最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行組間和組內(nèi)的差異顯著性檢驗(yàn)和多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1外源IAA浸種對干旱脅迫下紅豆草種子萌發(fā)的影響

與CK相比，DR處理組顯著抑制了紅豆草種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)（圖1），而紅豆草種子經(jīng)過低濃度IAA（10 mg·L-1和25 mg·L-1）預(yù)處理，4個(gè)生理指標(biāo)在干旱脅迫下得到明顯提高，25 mg·L-1 IAA浸種處理效果最為顯著，萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)分別提高了15.6%，137.5%，32.3%和36.3%，表明25 mg·L-1IAA浸種處理極大地緩解了干旱脅迫對種子萌發(fā)抑制的影響。此外，通過不同濃度IAA處理的組間比較分析發(fā)現(xiàn)，IAA處理使干旱脅迫下種子萌發(fā)各指標(biāo)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。當(dāng)使用50 mg·L-1IAA浸種時(shí)，除了發(fā)芽勢外，各萌發(fā)指標(biāo)與DR組無顯著差異，而使用更高濃度的IAA（100 mg·L-1）浸種時(shí)，紅豆草種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)都顯著低于DR組，分別降低了34.1%，26.6%和29.3%，說明當(dāng)IAA濃度高于50 mg·L-1時(shí)，IAA浸種對干旱脅迫下種子萌發(fā)的抑制緩解效應(yīng)不太明顯，甚至?xí)种萍t豆子種子萌發(fā)。

2.2外源IAA對干旱脅迫下紅豆草早期幼苗根長的影響

通過干旱脅迫下幼苗生長的表型觀察發(fā)現(xiàn)，DR組幼苗早期根長顯著低于未干旱脅迫的CK組幼苗根長（圖2）；而不同濃度的IAA浸種預(yù)處理均能顯著促進(jìn)干旱脅迫下幼苗主根的延伸，主根長度提高了22.0%～42.7%，尤其是25 mg·L-1 IAA浸種處理組最為顯著（圖2和圖3A），相較于DR組，主根長度提高了42.7%，但是其他濃度IAA浸種處理組之間無差異。同時(shí)，在受到干旱脅迫時(shí)，紅豆草幼苗的根冠比增大，而25 mg·L-1 IAA浸種處理組幼苗的根冠比降低了22.1%，與正常組趨于一致（圖3B）。此外，100 mg·L-1 IAA浸種處理組幼苗的根冠比甚至要高于DR組，說明高濃度的IAA對主根的延伸有一定的抑制作用。圖3C中所示，干旱脅迫處理導(dǎo)致紅豆草幼苗葉綠素含量降低了26.9%，而25 mg·L-1 IAA浸種處理則能一定程度上恢復(fù)干旱脅迫下紅豆草幼苗的葉綠素含量，葉綠素含量提高了12.0%，雖然低于正常組幼苗的葉綠素含量，但是提示25 mg·L-1 IAA浸種處理通過提高幼苗葉綠素含量以緩解干旱脅迫下紅豆草幼苗衰老的進(jìn)程。

2.3外源IAA浸種對干旱脅迫下紅豆草根尖細(xì)胞死亡率的影響

通過Evans Blue根尖細(xì)胞染色可以表征細(xì)胞氧化損傷程度和死亡率，本研究利用Evans Blue對紅豆草幼苗根尖細(xì)胞染色，發(fā)現(xiàn)DR組的紅豆草幼苗根尖細(xì)胞著色最深，表明根尖細(xì)胞氧化損傷嚴(yán)重，根尖細(xì)胞死亡率最高；而10 mg·L-1和25 mg·L-1IAA浸種處理時(shí)根尖著色很淺，尤其是25 mg·L-1IAA處理組與CK組無明顯差異，說明這兩個(gè)濃度的IAA處理能明顯減輕根尖細(xì)胞的氧化損傷并降低細(xì)胞死亡率（圖4）。但是，隨著IAA濃度的提高，根尖著色程度加深，尤其是100 mg·L-1IAA處理組的根尖顏色與DR組類似，說明高濃度的IAA浸種處理不能緩解紅豆草幼苗因干旱脅迫引起的氧化損傷。

2.4IAA浸種后干旱脅迫下紅豆草幼苗抗氧化酶系統(tǒng)活性的變化

與CK組比較，DR組紅豆草幼苗的抗氧化酶SOD，POD和CAT的活性顯著下降（圖5）。在干旱脅迫下，隨著IAA浸種濃度的增大，這些抗氧化酶活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，尤其是25 mg·L-1 IAA浸種處理使紅豆草幼苗中的抗氧化酶活性最高，SOD，POD和CAT的活性分別提高了81.2%，80.4%和76.4%，而100 mg·L-1IAA預(yù)處理組的抗氧化酶活性顯著低于25 mg·L-1 IAA處理組，并且不能提高干旱脅迫下的SOD活性。

2.5IAA浸種后干旱脅迫下紅豆草早期幼苗脯氨酸、H2O2和MDA含量的變化

干旱脅迫導(dǎo)致紅豆草幼苗中H2O2和MDA含量顯著提高（圖6A，B），說明干旱脅迫引起紅豆草幼苗受到了嚴(yán)重的氧化脅迫，但是25 mg·L-1IAA浸種預(yù)處理顯著降低了這兩種氧化物的含量，分別降低了78.5%和45.4%，并且恢復(fù)到了正常組的水平。而相較于DR組，高濃度100 mg·L-1IAA浸種處理不能明顯改善H2O2和MDA水平，并且10 mg·L-1和50 mg·L-1IAA浸種雖然一定程度上降低了干旱脅迫下的兩者含量，但是仍然顯著高于IAA-25處理組（圖6A，B），說明25 mg·L-1IAA浸種能夠有效緩解干旱脅迫引起的氧化脅迫，這與根尖染色結(jié)果一致。

本研究中干旱脅迫引起了紅豆草幼苗滲透勢降低，相較于CK組，DR組中紅豆草幼苗中的脯氨酸水平降低了1.25倍。干旱脅迫下，IAA-10，IAA-25和IAA-50處理組中脯氨酸含量顯著高于DR組，25 mg·L-1 IAA浸種時(shí)，脯氨酸含量最高（Plt;0.05，圖6C），提高了近2倍，但是IAA-100處理組沒有表現(xiàn)出明顯的改善，說明低濃度的IAA浸種預(yù)處理促進(jìn)了紅豆草早期幼苗體內(nèi)脯氨酸生物合成和積累，以提高滲透勢而增強(qiáng)植物的干旱脅迫耐受性。

3討論

干旱是影響高原地區(qū)牧草種植的主要非生物脅迫因子之一，尋找植物耐受干旱脅迫方式對于高寒牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。種子萌發(fā)是種子植物生活史中的關(guān)鍵階段，也是衡量植物抗旱性強(qiáng)弱的重要時(shí)期［21］，種子能否迅速萌發(fā)出苗對植物的正常生長及產(chǎn)量具有重要影響［22］。探索提升牧草種子在干旱環(huán)境中萌發(fā)和幼苗生長的措施，對于促進(jìn)干旱區(qū)牧草種植產(chǎn)業(yè)具有重要作用。干旱脅迫下，植物萌發(fā)往往受到抑制，如干旱顯著降低了冷蒿（Artemisia frigida）、長芒草（Stipa bungeana）等牧草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及萌發(fā)指數(shù)［23-24］，這與本研究中的結(jié)果一致，干旱脅迫引起了紅豆草種子萌發(fā)相關(guān)指數(shù)顯著降低（圖1）。大量研究發(fā)現(xiàn)，生長素在調(diào)控種子休眠與萌發(fā)過程中發(fā)揮重要作用，低濃度外源IAA浸種能夠顯著促進(jìn)紫花苜蓿（Medicago sativa）、野牛草（Buchloe dactyloides）、黑草（Buchnera cruciata）等牧草的種子萌發(fā)及幼苗生長［15，25-26］，而較高濃度的IAA浸種則抑制種子萌發(fā)及幼苗生長，不同物種對IAA的響應(yīng)模式不同。這些研究主要集中于正常培養(yǎng)條件下IAA對種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，而IAA對于緩解植物干旱脅迫下的種子萌發(fā)及幼苗生長研究的較少。本研究中，低濃度IAA（25 mg·L-1）顯著提高紅豆草種子萌發(fā)率、萌發(fā)勢、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)，而高濃度IAA（100 mg·L-1）則抑制萌發(fā)，說明適合濃度的IAA能夠緩解干旱脅迫對紅豆草種子萌發(fā)的不利影響，這將是一種紅豆草在高海拔干旱地區(qū)高效種植的有效預(yù)處理方式之一。

植物根系是吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的主要器官，生長素通過調(diào)控根的生長發(fā)育來影響水分和營養(yǎng)元素的吸收或改變其在體內(nèi)的分配［27］。本研究中，未浸種紅豆草幼苗在干旱脅迫下主根延伸受到抑制，而IAA浸種預(yù)處理則能明顯改善這一情況。此外，植物在受到干旱脅迫時(shí)，植物的生物量重新分配，其根冠比往往得到提升，這可能是植物響應(yīng)干旱環(huán)境并提高水分利用率的一種策略，在擬南芥、酸棗、甘草等植物幼苗中都有類似發(fā)現(xiàn)［28-30］，這與本研究結(jié)果一致。本研究中，25 mg·L-1IAA浸種下的紅豆草幼苗根冠比幾乎恢復(fù)到了正常組水平，而其他濃度IAA浸種對干旱脅迫下的根冠比影響不大，或進(jìn)一步提高了根冠比，這些表型結(jié)果反映出，25 mg·L-1IAA浸種能有效改善紅豆草幼苗生物量的分配以緩解干旱脅迫。此外，根尖細(xì)胞染色表明干旱脅迫下根尖細(xì)胞大量死亡，這也是導(dǎo)致干旱脅迫下幼苗主根生長受到抑制的主要原因，而25 mg·L-1IAA浸種則能明顯緩解干旱脅迫對紅豆草幼苗的傷害。

植物受到干旱脅迫時(shí)，其生理生化特征發(fā)生一系列改變，如光合作用受到抑制、氣孔關(guān)閉、細(xì)胞組分發(fā)生改變、活性氧（Reactive oxygen species，ROS）積累等［31-32］。其中植物細(xì)胞中的ROS爆發(fā)是包括干旱脅迫在內(nèi)大多環(huán)境脅迫引起的典型特征，過量ROS會使植物受到氧化脅迫而引起酶失活、膜脂過氧化和核酸突變等不可逆的氧化損傷［33］。H2O2和MDA水平能反映出植物受到氧化脅迫的程度［34］，本研究中紅豆草幼苗受到干旱脅迫時(shí)體內(nèi)H2O2和MDA含量極具增高，說明干旱脅迫下紅豆草幼苗的氧化損傷程度較高，這也可能是干旱脅迫導(dǎo)致根尖細(xì)胞死亡的原因，而25 mg·L-1IAA浸種后，H2O2和MDA含量顯著降低，表明25 mg·L-1IAA能顯著降低細(xì)胞膜脂過氧化程度，保護(hù)了細(xì)胞膜的完整性，增加紅豆草的抗旱性。

抗氧化酶系統(tǒng)被認(rèn)為是植物遭受環(huán)境脅迫時(shí)重要的防御體系，其中SOD作為植物逆境中最主要的一種抗氧化酶，它可以及時(shí)清除自由基和活性氧，提高植物組織的抗氧化能力，它和CAT，POD協(xié)同作用防御活性氧或其他過氧化物對細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害［35］。本研究中，不同濃度IAA浸種，紅豆草幼苗體內(nèi)抗氧化酶SOD，CAT和POD的活性顯著提高，尤其是25 mg·L-1IAA浸種預(yù)處理組的抗氧化酶活性提高的最為顯著，而H2O2和MDA含量明顯降低，說明IAA預(yù)處理提高了抗氧化酶的活性，以減少羥基自由基的形成，維持體內(nèi)活性氧代謝平衡，從而使其能在一定程度上減緩或抵抗干旱脅迫對幼苗造成的傷害。在其他植物中也有相關(guān)報(bào)道，在擬南芥中，通過外源添加IAA可以提高抗氧化酶如SOD，CAT和POD的活性，從而增強(qiáng)擬南芥幼苗的抗旱性［5］。李亞萍等［36］研究也證實(shí)外源IAA能夠顯著提高干旱脅迫下白三葉幼苗抗氧化酶SOD，CAT，POD含量，并降低了ROS水平，改善了其滲透調(diào)節(jié)能力。此外，對黃瓜用IAA浸種后發(fā)現(xiàn)，5 mg·L-1的IAA浸種對幼苗早期生長發(fā)育有良好的促進(jìn)作用，但是當(dāng)濃度超過250 mg·L-1時(shí)，其生長發(fā)育受到抑制［37］。

滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的合成和積累也是植物應(yīng)對干旱脅迫的策略之一，普遍認(rèn)為植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量明顯增加，以降低細(xì)胞內(nèi)滲透勢，增強(qiáng)吸水能力，在維持膨壓、保持細(xì)胞繼續(xù)生長、維持氣孔幵放和保護(hù)酶的活性等方面具有重要作用［38］。在本研究中，較低濃度的IAA（10～50 mg·L-1）浸種，能夠幫助該植物體內(nèi)大量合成和積累脯氨酸，尤其是25 mg·L-1 IAA預(yù)處理最為顯著，以維持干旱脅迫下的滲透壓促進(jìn)紅豆草幼苗根系對水分的吸收。這可能與IAA信號途徑參與脯氨酸生物合成調(diào)控途徑有關(guān)［39］。

干旱脅迫導(dǎo)致紅豆草幼苗中抗氧化酶活性降低、活性氧大量積累，并且根尖細(xì)胞死亡率也顯著提高，但是低濃度的IAA預(yù)處理則能緩解這一癥狀，可能是由于IAA浸種提高了紅豆草幼苗抗氧化酶活性以清除過量的ROS，促進(jìn)了滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸的水平以調(diào)節(jié)干旱脅迫下的滲透勢，并降低了MDA和H2O2的含量，保證了較高的根系活力，從而增強(qiáng)了紅豆草幼苗的耐旱性。本研究結(jié)果表明，適宜濃度的IAA浸種預(yù)處理，對于植物干旱脅迫下的早期發(fā)育具有重要幫助，為提高高寒牧草在干旱環(huán)境下的種子萌發(fā)和幼苗抗旱性提供了重要理論基礎(chǔ)。

4結(jié)論

適宜濃度生長素，尤其是25 mg·L-1IAA，可顯著促進(jìn)紅豆草種子萌發(fā)，緩解了幼苗干旱脅迫引起的氧化損傷，改善其滲透調(diào)節(jié)能力，從而增強(qiáng)紅豆草幼苗的抗旱性；但高濃度IAA浸種則抑制種子萌發(fā)和早期幼苗的生長發(fā)育。因此，本研究為紅豆草在高原干旱和半干旱地區(qū)的引種種植提供了重要的理論依據(jù)。

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（責(zé)任編輯彭露茜）