硅酸钙预处理对凤梨科Aechmea blanchetiana PEG诱导渗透胁迫下解剖、光合及生化响应的缓解作用研究

《Scientific Reports》：Calcium silicate mitigates PEG-6000-induced osmotic stress in in vitro–grown Aechmea blanchetiana (Bromeliaceae) through anatomical, physiological, and biochemical adjustments

　　

摘要

Aechmea blanchetiana 是凤梨科一种大西洋森林的特有种，主要分布在以沙质土壤和水分供应波动为特征的Restinga生态系统中。本研究评估了先在体外用硅酸钙（CaSiO?）培养、随后暴露于聚乙二醇（PEG）-6000诱导的渗透胁迫下的A. blanchetiana的解剖学、生理学、光化学、生化和形态学响应。芽在含有或不含有14 μM CaSiO?的MS培养基中培养60天，然后转移到含有PEG-6000的静止液体MS培养基中，以施加0、? 4或? 6 MPa的渗透势，持续30天。渗透胁迫降低了相对含水量（RWC），改变了叶片和根系解剖结构，并损害了光合性能，在? 6 MPa时尤为严重。CaSiO?在? 6 MPa下提高了RWC，并在? 4 MPa下促进了解剖学和光化学调整。在? 4 MPa下，CaSiO?增加了叶绿素a、类胡萝卜素和总叶绿素含量，改善了光合性能，使PI_(Total)增加，而ABS/RC和DI₀/RC分别降低了36.3%和51.5%。CaSiO?还在渗透胁迫下增加了淀粉积累并降低了蔗糖含量。总体而言，CaSiO?的效果取决于胁迫强度，最明显的有益响应发生在? 4 MPa下。在? 6 MPa下，CaSiO?改善了水分保持，但未能防止光合性能的下降。因此，CaSiO?有助于减轻A. blanchetiana中度PEG诱导的渗透胁迫，但在严重胁迫下的保护效果有限。