叶面TiO₂-NPs预处理对UV-B胁迫下小麦幼苗生长抑制的缓解效应

摘要

为了揭示叶面TiO₂-NPs（二氧化钛纳米颗粒）预处理对UV-B胁迫下小麦幼苗生长抑制的缓解效应，以小麦（Triticum aestivum）为研究材料，在细胞水平、生理生化水平和基因水平综合研究UV-B胁迫和叶面TiO₂-NPs预处理下小麦幼苗有丝分裂、DNA损伤、抗氧化酶系统和抗氧化相关基因表达特征。结果表明：叶面10 mg·L^-1 TiO₂-NPs预处理可以显著缓解低剂量(5.04 kJ·m^-2)和高剂量(10.08 kJ·m^-2)UV-B胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。低剂量和高剂量UV-B胁迫下，叶面TiO₂-NPs预处理小麦幼苗的株高比对照分别增加44.71%和127.43%，根长分别增加38.92%和159.10%，植株鲜质量分别增加50.03%和78.67%，干质量分别增加37.33%和126.84%。在低剂量和高剂量UV-B胁迫下，叶面TiO₂-NPs预处理的小麦根尖细胞有丝分裂异常比例仅为对照的39.57%和28.63%，细胞内部嘧啶二聚体（CPDs）含量也较对照组分别降低了60.43%和48.81%。抗氧化系统相关试验结果显示，在低剂量和高剂量UV-B胁迫下，叶面TiO₂-NPs预处理小麦叶片黄酮醇含量分别是对照的1.44倍和1.53倍，黄酮醇合成基因（CHS和CHI）和超氧化物歧化酶基因SOD的表达显著上调，提高了植物活性氧（ROS）清除能力。综上，叶面10 mg·L^-1 TiO₂-NPs预处理可以显著增强小麦幼苗抗氧化系统活性，减少ROS对植物的损伤效应，提高植物对UV-B胁迫的耐受性。

关键词

小麦 / UV-B胁迫 / 二氧化钛纳米颗粒 / 抗氧化酶活性 / 抗逆性