聚乙二醇与脯氨酸协同调控芒果盐胁迫响应的生理生化机制研究

本研究针对芒果(Mangifera indica L.)盐敏感性问题，通过联合应用聚乙二醇(PEG)和脯氨酸(Proline)处理，系统解析了二者协同增强盐胁迫耐受性的双作用机制。研究发现PEG 30 mM与Proline 8/13 mM组合(T6/T8)显著提升相对含水量(RWC)、膜稳定性指数(MSI)、抗氧化酶(POD/PPO)活性及光合色素含量，并通过调节IAA/ABA激素平衡实现产量提升43.13 kg/株，为热带果树抗逆栽培提供新策略。

　　

在全球气候变化和土壤盐渍化加剧的背景下，芒果作为重要热带经济作物面临严峻挑战。埃及作为世界主要芒果产区之一，灌溉水盐度高达1.35-1.50 dS m^-1，导致"Ewais"品种出现典型盐害症状：叶片黄化、生长停滞和产量下降30-50%。传统应对措施如硅肥和抗坏血酸处理效果有限，而渗透调节剂与相容性溶质的协同机制在木本果树中尚未阐明。Mohamed El Kheshin团队首次在《BMC Plant Biology》报道PEG-Proline双途径干预策略，揭示了非生物胁迫交叉适应的新机制。

研究采用双季节田间试验设计，对54株5年生嫁接芒果树进行9种处理：PEG(15/30 mM)单用、Proline(8/13 mM)单用及四种组合(T₅-T₈)，以盐胁迫未处理组为对照(T₉)。通过生理指标(RWC、MSI)、酶活性(POD、PPO)、代谢物(脯氨酸、总可溶性糖)和激素(IAA/ABA)等多维度分析，结合主成分分析(PCA)和热图聚类验证处理效果。

生理参数

T₆/T₈处理使RWC提升30%至81.66%，MSI提高77.84%，显著优于对照(49.88%)。电导率实验显示电解质泄漏减少41%，证实细胞膜完整性得到保护。

抗氧化系统

POD活性在T₈组达38.05 U mg^-1，较对照(10.71 U mg^-1)提高255%。PPO与抗坏血酸协同作用形成二级防御网络，氧化损伤标志物降低2.3倍。

光合与代谢

叶绿素(a+b)含量在T₆组达2.97 mg g^-1 FW，脯氨酸积累量提升18倍(0.28→5.13 mg g^-1 FW)，维持了卡尔文循环效率。

激素与产量

IAA/ABA比值在T₆组增至1.97，促进营养生长(新梢73.22 cm)和生殖转化(坐果率61.10%)，单株产量43.45 kg较对照(10.44 kg)提高316%。

该研究创新性提出"PEG触发渗透警报-脯氨酸维持稳态"的双阶段模型：PEG通过模拟干旱诱导ABA信号通路激活水通道蛋白，而脯氨酸作为分子伴侣稳定蛋白质构象并清除ROS。这种时空互补机制解释了为何组合处理优于单一应用——T₈在果实发育后期仍保持较高代谢活性，而单用PEG的效应在季节中期衰减。研究为中东地区芒果可持续种植提供实操方案，30 mM PEG+8 mM Proline的土壤/叶面联合施用模式已纳入埃及2030农业战略。未来研究可结合转录组学分析^P5CS基因表达模式，并评估长期施用对根际微生物组的影响。