褪黑素引发种子萌发对番茄幼苗抗寒胁迫的增强作用

本研究针对番茄幼苗在萌发及早期生长阶段易受低温胁迫影响的问题，研究人员开展了褪黑素引发种子萌发对番茄幼苗抗寒能力影响的研究。结果表明，褪黑素引发显著提高了番茄幼苗在低温下的萌发率和生长速度，降低了氧化应激损伤，增强了抗氧化酶活性，并促进了CBF途径基因的表达。这些发现为利用褪黑素提高作物抗寒性提供了理论依据，对农业生产具有重要意义。

　　

在农业生产中，番茄作为一种重要的经济作物，其生长和产量受到多种环境因素的影响。其中，低温胁迫是限制番茄生长和生产的主要环境因素之一，尤其在番茄幼苗的萌发和早期生长阶段，低温胁迫会导致萌发不均匀、生长异常和幼苗死亡率增加，严重影响番茄的产量和品质。因此，如何提高番茄幼苗的抗寒能力，成为农业生产中亟待解决的问题。

为了解决这一问题，韩国忠北国立大学的研究人员开展了褪黑素引发种子萌发对番茄幼苗抗寒胁迫影响的研究。研究人员通过将番茄种子在不同浓度的褪黑素溶液中进行引发处理，并在低温胁迫条件下观察其对番茄幼苗萌发和生长的影响。研究结果表明，褪黑素引发显著提高了番茄幼苗在低温下的萌发率和生长速度，降低了氧化应激损伤，增强了抗氧化酶活性，并促进了CBF途径基因的表达。这些发现为利用褪黑素提高作物抗寒性提供了理论依据，对农业生产具有重要意义。

本研究的主要技术方法包括种子引发处理、低温胁迫处理、抗氧化酶活性测定、氧化应激损伤指标测定以及基因表达分析。研究人员通过将番茄种子在含有不同浓度褪黑素的溶液中进行引发处理，然后在设定的低温条件下进行胁迫处理，观察其对番茄幼苗萌发和生长的影响。通过测定抗氧化酶活性和氧化应激损伤指标，评估褪黑素对番茄幼苗抗氧化能力的影响。通过基因表达分析，研究褪黑素对CBF途径基因表达的调控作用。

研究结果显示，褪黑素引发显著提高了番茄幼苗在低温下的萌发率和生长速度。具体而言，褪黑素引发处理后的番茄幼苗在低温胁迫下的萌发率显著高于未处理的对照组，且随着褪黑素浓度的增加，萌发率进一步提高。此外，褪黑素引发处理后的番茄幼苗在低温胁迫下的生长速度也显著提高，表现为更高的株高、茎粗和干重。

在抗氧化酶活性和氧化应激损伤指标方面，褪黑素引发处理显著降低了番茄幼苗在低温胁迫下的氧化应激损伤。具体而言，褪黑素引发处理后的番茄幼苗在低温胁迫下的过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（MDA）含量显著低于未处理的对照组，表明褪黑素引发处理有效降低了低温胁迫引起的氧化应激损伤。此外，褪黑素引发处理显著提高了番茄幼苗在低温胁迫下的抗氧化酶活性，包括过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD），进一步增强了番茄幼苗的抗寒能力。

在基因表达分析方面，褪黑素引发处理显著促进了番茄幼苗CBF途径基因的表达。具体而言，褪黑素引发处理后的番茄幼苗在低温胁迫下，CBF1、CBF2、CBF3和ICE1a基因的表达水平显著高于未处理的对照组，表明褪黑素引发处理通过调控CBF途径基因的表达，增强了番茄幼苗的抗寒能力。

综上所述，本研究结果表明，褪黑素引发显著提高了番茄幼苗在低温胁迫下的萌发率和生长速度，降低了氧化应激损伤，增强了抗氧化酶活性，并促进了CBF途径基因的表达。这些发现为利用褪黑素提高作物抗寒性提供了理论依据，对农业生产具有重要意义。通过调控种子引发处理和褪黑素浓度，可以有效提高番茄幼苗的抗寒能力，减少低温胁迫对番茄生长的不利影响，从而提高番茄的产量和品质。