5-羟色胺与24-表油菜素内酯联合施用缓解水分亏缺对藏红花产量与品质的影响

《BMC Plant Biology》：Serotonin and 24-epibrassinolide enhance physiological performance and saffron quality under water deficit: evidence from two-year field and multivariate analyses

　　

摘要

背景

水分亏缺是制约藏红花产量和质量的主要因素，在干旱和半干旱地区尤为突出。虽然5-羟色胺（SER）和24-表油菜素内酯（EBL）已被单独报道可改善植物对非生物胁迫的响应，但二者在水分亏缺条件下对藏红花的联合效应仍知之甚少。为填补这一空白，本研究开展了一项为期两年的田间试验，评估在正常灌溉和水分亏缺灌溉条件下，单独及联合喷施50 μM SER和6 ppm EBL的效果。

结果

水分亏缺降低了花重、柱头干重、叶片干重、相对含水量和总叶绿素含量，同时增加了过氧化氢、丙二醛和电解质渗漏。SER和EBL的应用，尤其是二者联合应用，改善了与胁迫适应性相关的生理和生化性状。在水分亏缺灌溉下，联合施用使花重增加51%，柱头干重增加52%，相对含水量增加32%，总叶绿素含量增加55%（与未处理的胁迫植株相比）。联合处理还与更高的过氧化氢酶活性、酚类和黄酮类含量、兼容溶质积累和NO有关，同时氧化损伤指标降低。多元分析揭示了不同的生理和防御相关维度。主成分分析解释了88.4%的变异，其中PC1（66%）主要与生理性状相关，PC2（22.4%）与抗氧化防御和次生代谢相关。这些模式表明生长、生理、生化及质量相关性状之间存在关联。柱头产量与光合色素之间的正相关表明色素状况与藏红花产量之间存在关联。此外，在水分亏缺灌溉下，与未处理的胁迫植株相比，联合施用使藏红花素、苦藏红酸和藏红花醛含量分别增加9.2%、24%和55%。

结论

与单独处理相比，SER和EBL联合应用在水分亏缺条件下对各项测量性状的改善效果更为显著，突显了其作为在水分有限条件下提高藏红花产量和质量的农业策略的潜力。这两种化合物之间的协同效应表明，为藏红花等高价值作物开发联合生物刺激素制剂是可行的。虽然该试验在两个季节进行，但需要在多个地点进行验证以确认这些发现的普遍适用性。