外源褪黑素对干旱胁迫下烤烟幼苗生长的缓解效应与生理机制研究

刘领，李冬，马宜林，王丽君，赵世民，周俊学，申洪涛，王艳芳*

(1.河南科技大学农学院，河南 洛阳 471023；2.河南省烟草公司洛阳市公司技术中心，河南 洛阳 471023；3.河南中烟工业有限责任公司技术中心，河南 郑州 450016)

干旱是农业生产活动中常见的非生物胁迫因子之一，对全球农作物产量的影响在所有自然灾害中排在首位[1]。近年来，由于气候环境变化而引起干旱强度、频度及持续时间的显著增加，已成为许多地区农业发展的重要限制因素[2]。干旱胁迫常引起植株体内活性氧过量积累，导致膜脂过氧化，影响细胞正常代谢，破坏细胞膜结构，促进膜渗漏发生，造成膜功能改变及生物大分子蛋白质和核酸等受损，抑制植物的光合作用，并最终诱导细胞乃至整个植株的死亡[3-4]。烤烟(Nicotianatabacum)是我国重要的经济作物之一，烟叶生产是烟区农民增收的主要来源，在国家和地区经济发展中发挥了重要作用。烤烟在整个生育期内对水分的要求较高，尤其是幼苗移栽后若无法得到充足的水分进行缓苗生根，就会因干旱胁迫而产生生理障碍甚至引起死亡[5]，从而影响到烟叶的产量和品质。因此，如何增强烤烟幼苗对干旱胁迫的适应性，使其在干旱环境下维持较高的产量和品质是旱作区烟叶生产亟待解决的关键问题，也是保障烟叶有效供给和烟区可持续发展的重要途径。

褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺，melatonin，MT，化学式C13H16N2O2)是广泛存在于动植物体内的吲哚类化合物，具有很强的抗氧化作用[6-7]。近年来，随着MT在植物体内的发现，其在植物生理调节、增强抗逆性等方面的研究已成为热点。MT作为一种有效的抗氧化剂，能直接清除植株体内自由基，降低活性氧的积累，保护细胞结构，提高酶蛋白的活性，并调控抗逆基因的表达，可有效地缓解植物干旱[8]、盐[9]、重金属[10]、高温[11]和冷害胁迫[12]及UV辐射[13]等非生物胁迫伤害。杨小龙等[7]研究表明，在干旱胁迫下，外源MT能显著增强番茄(Lycopersiconesculentum)叶片光合作用，提高光系统的电子传递速率，加强光能向光化学反应方向的分配，缓解干旱胁迫对番茄幼苗光合性能的抑制。吴燕等[8]研究表明，外源MT可通过促进滁菊(Dendranthemamorifolium)幼苗渗透调节物质的积累，有效降低干旱胁迫对细胞膜的伤害，维持正常的细胞膜功能，提高光合性能，从而增加其对干旱环境的适应性。目前MT对逆境胁迫下茄子(Solanummelongena)、甜瓜(Cucumismelo)、黄瓜(Cucumissativus)、葡萄(Vitisvinifera)等[14-17]园艺作物生理生化响应的研究较多，而有关外源MT对烤烟在干旱胁迫下幼苗生长发育及生理调控机制的研究鲜见报道。豫西烟区是河南省烤烟的主产区，属于半湿润易旱区，全年降水量不足且分布不均匀，尤其烟苗移栽期干旱频发，是烤烟优质稳产的主要限制因素。鉴于此，本研究针对豫西烟区烟苗在移栽后常年存在的干旱胁迫问题，通过叶面喷施MT作为调控手段，以具有耐旱性差异的2个主栽烤烟品种‘豫烟6号’和‘豫烟10号’为材料，研究外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗生长、光合荧光特性及抗氧化系统的影响，探究外源MT在增强烤烟幼苗干旱胁迫耐受性中的作用和生理机制，旨在为农业生产上提高烤烟幼苗对干旱胁迫的抵抗能力提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料和试剂

选用2个不同抗旱能力的烤烟品种‘豫烟6号’(耐旱型，Y6)和‘豫烟10号’(干旱敏感型，Y10)，烟草种子由洛阳市烟草公司提供。褪黑素购于美国Sigma公司，试验用于模拟干旱胁迫的聚乙二醇(PEG-6000)购于上海国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验设计

试验于2018年5月在河南科技大学旱作与节水生理生态重点实验室进行。试验种子用10% (V/V)H2O2表面消毒10 min，蒸馏水冲洗后浸种8 h，然后在育苗盘中发芽，放入人工气候培养箱中，设置光照强度为4000 μmol·m-2·s-1，昼/夜温度(28/20±2) ℃，光照周期为14 h/10 h，当烟苗生长至4叶期时，选取形态长势基本一致的烟草幼苗，用蒸馏水洗净根部后移入盛有Hoagland营养液[pH(5.7±0.2)]的不透明水培箱中(规格：41.0 cm×31.0 cm×14.5 cm)，每盆定苗20株，待烤烟幼苗培养至五叶一心时进行干旱胁迫处理试验，同时喷施不同浓度外源MT(0、0.1、0.2和0.4 mmol·L-1MT)。

试验共设5个处理：1) CK：Hoagland营养液+喷施蒸馏水；2) T1：Hoagland营养液+15% PEG+喷施蒸馏水；3) T2：Hoagland营养液+15% PEG+喷施0.1 mmol·L-1MT；4) T3：Hoagland营养液+15% PEG+喷施0.2 mmol·L-1MT；5) T4：Hoagland营养液+15% PEG+喷施0.4 mmol·L-1MT。于Hoagland营养液中加入15%浓度的(W·V-1)PEG-6000，以模拟中度干旱胁迫(渗透势约为-0.3 MPa)。每个处理20株烟苗，重复3次，每2 d更换一次相应的处理液。外源MT于干旱处理当天开始均匀喷施在叶片正反两面，以叶片正反面都无溶液滴下为宜，喷施量为每盆20 mL，同时为防止强光降解MT，喷施时间为20:00左右，每2 d喷施1次，共喷施3次。试验处理6 d后，取烤烟幼苗自上而下第3片真叶进行光合、叶绿素荧光参数及各项生理指标的测定。

1.3 测定项目与方法

1.3.1生物量及根系形态指标测定 在处理6 d后，将烟苗整株从盆中取出，用吸水纸将叶片和根系水分吸干，从根茎结合处剪断，分别称量地上部鲜重和地下部鲜重。采用Epson 1680型扫描仪(日本Seiko Epson公司)及WinRHIZ0 2008根系分析软件(加拿大Regent公司)对根系总长度、根系表面积、根系平均直径和根尖数进行分析。

1.3.2叶绿素相对含量的测定 采用SPAD-502PLUS叶绿素仪(日本Konica Minolta公司)进行测量，每片叶选取叶尖、叶中和叶基3个部位，测定叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development，SPAD)，取平均值。

1.3.3光合参数的测定 采用LI-6400型光合作用仪(美国Li-COR公司)于上午9:00-11:00进行测量。测定时选择Li-6400-02B红蓝光光源叶室，温度为25 ℃，使用开放式气路，空气相对湿度为50%～70%，设定有效光合辐射(photo-synthetically active radiation，PAR)为800 μmol·m-2·s-1，CO2浓度为400 μmol·mol-1。净光合速率(net photosynthetic rate，Pn)、气孔导度(stomatal conductance，Gs)、蒸腾速率(transpiration，Tr)和胞间CO2浓度(intercellular CO2concentration，Ci)由光合仪直接测定，并计算水分利用效率(water use efficiency，WUE)即Pn/Tr，气孔限制值(stomatal limitation index，Ls)即1-Ci/Co(Co为设定的CO2浓度)。

1.3.4叶绿素荧光参数的测定 采用PAM-2100便携式调制荧光仪(德国Walz公司)进行测定。先测定光下最大荧光(maximum fluorescence under light，Fm′)、稳态荧光(steady-state fluorescence，Fs)和光下最小荧光(minimal fluorescence under light，Fo′)；然后将同部位烤烟幼苗叶片暗适应20 min，测定初始荧光(minimal fluorescence，Fo)、最大荧光(maximum fluorescence，Fm)。通过以上测定的叶绿素荧光参数计算出光系统Ⅱ最大光化学效率(maximum quantum efficiency of PSⅡ，Fv/Fm)=(Fm-Fo)/Fm、光系统Ⅱ实际光化学效率(effective quantum yield of PSⅡ，ΦPSⅡ)=(Fm′-Fs)/Fm′、光化学猝灭系数(photochemical quenching，qP)=(Fm′-Fs)/(Fm′-Fo′)和非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching，NPQ)=(Fm-Fm′)/Fm′。

1.3.5生理生化指标的测定 采用氮蓝四唑光化还原法测定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性，采用愈创木酚法测定过氧化物酶(peroxidase，POD)活性，采用紫外吸收法测定过氧化氢酶(catalase，CAT)活性，采用硫代巴比妥酸比色法测定丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量[18]，参照王爱国等[19]的方法测定超氧阴离子产生速率(O2-·)。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0软件进行数据处理和分析，采用Origin 9.0软件进行绘图，所有数据均为3个重复的平均值±标准误(Mean±SE)。

2 结果与分析

2.1 外源MT对干旱胁迫下烟苗生物量和根系形态的影响

与对照相比，干旱胁迫下Y6的地上部鲜重、地下部鲜重、总根长、总根表面积、根平均直径和根尖数分别降低了30.67%、38.40%、33.98%、39.89%、33.27%和40.49%(表1)，Y10降低了50.96%、45.05%、47.58%、44.30%、49.11%和52.89%，说明干旱胁迫显著抑制了烤烟幼苗的生长，且对Y10的抑制程度更为明显；随着外源MT处理的浓度不断提高，干旱胁迫下烤烟幼苗的地上部鲜重、地下部鲜重、总根长、总根表面积、根平均直径和根尖数表现出先升高后下降的趋势，且均以T3处理效果最为显著。与单纯干旱胁迫相比，T3处理下Y6的地上部鲜重、地下部鲜重、总根长、总根表面积、根平均直径和根尖数分别提高了26.52%、25.86%、28.80%、23.41%、35.94%和43.05%，Y10分别提高了62.73%、48.00%、75.29%、44.30%、61.10%和83.97%。说明外源MT能显著缓解干旱胁迫对烤烟幼苗生长的抑制作用，提高地上部与地下部生物量，促进烟草幼苗的根系生长，且对干旱敏感型品种Y10的效果大于耐旱型品种Y6。

表1 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗生长的影响Table 1 Effects of exogenous melatonin on the growth of flue-cured tobacco seedlings under drought stress

注：不同小写字母表示同一品种不同处理间差异显著(P<0.05)。下同。

Note: Different lowercase letters mean significant differences among different treatments of the same variety at 0.05 level. The same below.

2.2 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗叶片叶绿素相对含量的影响

图1 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗叶绿素相对含量(SPAD值)的影响Fig.1 Effects of exogenous melatonin on SPAD value of flue-cured tobacco seedlings under drought stress不同小写字母表示同一品种不同处理间差异显著(P<0.05)。下同。Different lowercase letters mean significant differences among different treatments of the same variety at 0.05 level. The same below.

与对照相比，干旱胁迫显著降低了烤烟幼苗的叶绿素相对含量(图1)。干旱胁迫下Y6和Y10的叶绿素含量分别较对照降低了44.80%和55.00%。随着MT处理浓度的增加，干旱胁迫下不同处理的叶绿素相对含量呈先升高后降低的趋势，且均以T3为最高；与单纯干旱胁迫相比，T3处理下的Y6和Y10的叶绿素含量分别提高了28.27%和85.51%。说明在干旱胁迫下，外源MT能显著促进烟草幼苗体内叶绿素的合成，在一定程度上能提高烤烟幼苗的光合作用，并且对干旱敏感型品种Y10影响较大。

2.3 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗叶片光合参数的影响

与对照相比，干旱胁迫下，烤烟幼苗的Pn、Tr、Gs、Ls和WUE均显著降低，Ci显著提高，且整体来看，Y10的变化幅度较大，说明干旱胁迫对烤烟幼苗Y10品种的光合作用抑制效果更为显著(图2)。在干旱胁迫下，随着MT处理浓度的增加，不同处理的Pn、Tr、Gs、Ls和WUE呈先升高后降低的趋势，均以T3为最高；与单纯干旱胁迫相比，T3处理下Y6和Y10的Pn分别提高了47.96%和244.85%，Tr分别提高了45.96%和121.75%，Gs分别提高了31.35%和117.11%，Ls分别提高了73.88%和80.66%，WUE分别提高了115.11%和161.60%，Ci分别降低了21.72%和25.36%。说明在干旱胁迫下，外源MT能显著提高烟草幼苗水分利用效率，促进光合碳同化能力，增强光合能力，且对干旱敏感型品种的作用效果大于耐旱型品种。

图2 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗光合特性的影响Fig.2 Effects of exogenous melatonin on photosynthetic characteristics of flue-cured tobacco seedlings under drought stress

2.4 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗叶片叶绿素荧光特性的影响

与对照相比，干旱胁迫下，两个品种烤烟幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均显著降低，非光化学猝灭系数NPQ显著升高，说明干旱胁迫对烤烟叶片的光合机构造成了一定程度的损伤(图3)。在干旱胁迫下，随着外源MT浓度的增加，烤烟幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)表现出先增加后降低的趋势，且均以T3处理为最高。与单纯干旱胁迫相比，T3处理下Y6和Y10的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)分别提高了7.56%和11.63%；PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)分别提高了24.04%和34.52%；光化学猝灭系数(qP)分别提高了9.62%和14.21%；非光化学猝灭系数NPQ分别降低了15.79%和24.18%。说明，外源MT能有效减缓干旱胁迫对烤烟幼苗的光抑制效应，提高光能的吸收、PSⅡ反应中心的电子传递效率、光化学效率，降低热耗散对光合系统的伤害，且对干旱敏感型品种的作用效果更明显。

图3 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗叶绿素荧光的影响Fig.3 Effects of exogenous melatonin on chlorophyll fluorescence of flue-cured tobacco seedlings under drought stress

2.5 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗丙二醛含量的影响

干旱胁迫显著提高了两个品种烤烟幼苗的MDA含量(图4)。与对照相比，干旱胁迫下Y6和Y10的MDA含量分别提高了72.42%和192.85%；随着喷施外源MT浓度的增加，干旱胁迫下烤烟幼苗体内的MDA含量呈先降低后升高的趋势，且均以T3为最低。与单纯干旱胁迫相比，T3处理下Y6和Y10的MDA含量分别降低了28.04%和44.80%，说明在干旱胁迫下，外源MT能有效抑制烤烟幼苗体内MDA的积累，降低细胞膜受损害的程度，且对干旱敏感型品种的作用效果更强。

2.6 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗超氧阴离子产生速率的影响

与对照相比，干旱胁迫处理下Y6和Y10的超氧阴离子产生速率分别提高了207.13%和282.83%，且均达显著水平(图5)。在干旱胁迫下，随着MT处理浓度的增加，不同处理的超氧阴离子产生速率呈先降低后升高的趋势，且均以T3为最低。与单纯干旱胁迫相比，T3处理下Y6和Y10的超氧阴离子产生速率分别降低了37.91%和43.88%。说明在干旱胁迫下，外源MT能显著降低烟草幼苗体内超氧阴离子产生速率，降低活性氧的积累，且对干旱敏感型品种的效果好于耐旱型品种。

2.7 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗抗氧化酶活性的影响

与对照相比，单纯干旱胁迫下Y6的SOD、POD和CAT活性提高了12.96%、36.36%和15.45%，达显著水平， 而Y10的POD、CAT和SOD活性无明显变化，表明干旱胁迫能显著促进Y6品种烤烟幼苗抗氧化酶活性的提高，而对Y10品种烤烟幼苗抗氧化酶活性的影响无显著性差异(图6)。在干旱胁迫下，随着外源MT处理浓度的提高，不同处理的POD、CAT和SOD活性呈先升高后降低的趋势，且均以T3处理效果最为明显。与单纯干旱胁迫相比，T3处理下Y6和Y10的SOD活性提高了28.97%和42.17%，POD活性提高了52.38%和119.53%，CAT活性提高了38.84%和68.01%。说明在干旱胁迫下，外源MT能显著提高烟草幼苗的SOD、POD和CAT活性，以清除干旱胁迫产生的活性氧和自由基，缓解干旱胁迫引起的膜脂过氧化，且对干旱敏感型品种的提升幅度更大。

图4 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗MDA含量的影响Fig.4 Effects of exogenous melatonin on MDA content of flue-cured tobacco seedlings under drought stress

图5 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗O2-·产生速率的影响Fig.5 Effects of exogenous melatonin on the production rate of superoxide anion of flue-cured tobacco seedlings under drought stress

图6 外源MT对干旱胁迫下烤烟幼苗SOD、POD和CAT活性的影响Fig.6 Effects of exogenous melatonin on activity of SOD, POD and CAT of flue-cured tobacco seedlings under drought stress

3 讨论

生物量和根系形态特征的变化是植物对干旱胁迫的综合反应，也是评估抗逆性的重要指标[20-21]。根系作为植物体重要的吸收和代谢器官，具有吸收水分，输导无机盐，合成有机化合物、固定和支持植物体等作用，其生长发育及形态特征直接影响到地上部茎叶的生长和作物产量的高低[22]。本研究中，在干旱胁迫下，2个品种烤烟幼苗的生长及根系发育均受到显著抑制，其中干旱敏感型品种受到的损伤程度大于耐旱型品种，说明不同耐旱性品种对干旱胁迫的响应具有明显差异；喷施外源MT能有效缓解干旱胁迫对两个品种烤烟幼苗生长的抑制作用，且对干旱敏感型品种的作用效果更为显著；在干旱胁迫下，烤烟幼苗的生物量、总根长、总根表面积、根平均直径和根尖数随外源MT浓度的增加均表现为先升高后下降的趋势，其中以0.2 mmol·L-1MT处理的效果最佳，而高浓度MT对烤烟幼苗生长表现出减缓抗逆性的效果，说明外源MT能通过促进烤烟幼苗根系的生长，从而增强根系的吸收活力，以缓解干旱胁迫对烤烟幼苗生长的抑制作用，这与吴燕等[8]在滁菊幼苗上的研究结果相似，但表现出的最佳MT浓度不同，可能与不同作物品种的抗旱性及其自身体内的内源褪黑素含量有关。

叶绿体是植物光合作用的重要场所，烟株叶绿素含量的变化反映植物对胁迫的敏感性，同时影响着植株的光合产量[23-24]，在干旱胁迫下，植物细胞内活性氧大量产生，导致叶绿素生物合成受阻，植物叶片失绿，叶绿素含量下降，对植物光合机构产生伤害。MT是一种新型植物内源激素，在生理调节、提高植物抵御逆境胁迫等方面发挥着重要作用。本试验结果表明，喷施不同浓度的外源MT在一定程度上减轻了叶绿素含量的下降程度，表明外源MT能增强干旱胁迫下烤烟幼苗叶片光合色素的稳定性，抑制色素降解，减轻烤烟幼苗叶片叶绿体的分解破坏，这与Zhang等[25]研究中的外源MT对低温胁迫下甜瓜幼苗叶片的叶绿素含量变化趋势较为一致，这可能与MT能抑制叶片叶绿素降解关键酶-脱镁叶绿酸a加氧酶基因及叶片衰老相关基因12(SAG12)的转录水平，增强光合色素的稳定性有关[26-27]。目前已有研究表明，造成植物光合碳同化下降的原因主要分为气孔因素和非气孔因素，当Ci与Gs同时下降时，Pn下降主要是由于气孔因素引起；当Ci升高而Gs下降，则Pn的下降主要是由非气孔因素引起[28-29]。本试验研究发现，干旱胁迫下，2个不同抗旱性品种的烤烟幼苗叶片Pn和Gs均显著降低，Ci显著增加，叶片中CO2的利用受到阻碍，造成细胞间隙CO2积累，表明烤烟幼苗光合速率的下降由非气孔因素引起；外源MT能有效提高干旱胁迫下烤烟幼苗叶片Pn、Tr、Gs、WUE和Ls，降低Ci，这与叶君等[30]在小麦(Triticumaestivum)上的研究结果相一致，说明外源MT能通过促进根系生长，提高植株根系吸收与运输水分的能力，提高光合碳同化能力，改善气孔限制和非气孔因素，减小气孔扩散阻力，进而提高光合效率，而高浓度MT则可能会损伤叶片光合器官，进而抑制叶片CO2的固定和转化作用。

植物在正常情况下吸收的光能主要通过光化学反应、叶绿素荧光发射和热耗散3种途径来消耗，这3种途径之间又存在此消彼长的竞争关系，所以通过测定叶绿素荧光变化可以充分反映出光合作用和热耗散的情况[31-32]。本研究结果表明，干旱胁迫导致2个品种烤烟幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均显著降低，且弱抗旱性的品种降低幅度大于强抗旱性品种，说明干旱胁迫导致叶绿体光合机构受损，关闭的PSⅡ反应中心所占的比例升高，PSⅡ反应中心的电子传递受阻，过剩激发能增加。干旱胁迫下外源MT能通过抑制NPQ的上升，减轻热耗散对光合机构的损伤程度，保护光合系统，缓解干旱胁迫对烤烟幼苗PSⅡ系统的损伤，维持PSⅡ光化学活性及光合电子传递的正常进行，提高光能转化效率，增强光合能力。这与杨小龙等[7]对MT在番茄幼苗上的研究结果一致。

干旱条件下植物体内会积累大量的活性氧，导致膜脂过氧化及脱脂化作用而使植物细胞受到损伤。膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)是反映膜损伤程度和植物抗逆性强弱的重要指标[33]。逆境胁迫下，需氧植物体内ROS代谢失衡，伴随着NADPH和ATP的产生，质膜上NADPH氧化酶与O2反应生成过量的O2-·，诱发膜脂过氧化，使膜结构受损、细胞脱水、离子外渗、酶活性下降，进而引起代谢紊乱、生长受阻[34]。叶君等[30]研究表明，在干旱胁迫下，MT能增强抗氧化能力，减轻氧化伤害，降低干旱胁迫下小麦幼苗MDA含量。在本研究中，喷施不同浓度的外源MT均能显著降低干旱胁迫下烤烟幼苗叶片中的MDA含量和O2-·产生速率，其中以0.2 mmol·L-1MT效果最佳，说明适宜浓度的外源MT能缓解干旱胁迫对烤烟幼苗细胞造成的伤害，修复细胞膜所遭受的氧化损伤，降低活性氧的积累，且对干旱敏感型品种作用效果更为显著。高浓度的MT可能会过度增强植物体内活性氧的清除能力，使细胞内活性氧产生和清除的动态平衡受到影响，从而降低植物的抗逆性，这与刘仕翔等[35]在水稻(Oryzasativa)上的研究结果较为相似。植物细胞内存在清除活性氧的酶促保护系统，SOD、POD和CAT是植物细胞内清除活性氧的酶保护系统的重要组成部分，在干旱调节、自由基清除、细胞保护等抗性生理中发挥着重要的作用。植物在胁迫初期，体内的SOD、POD和CAT活性会明显上升以便清除过量产生的活性氧自由基，SOD可以将O2-·歧化反应生成H2O2和O2，POD参与H2O2的清除，CAT通过酶的血红素铁与H2O2反应生成铁过氧化物活性体[36]。在本试验中，干旱胁迫下，抗旱性强的烤烟品种‘豫烟6号’的SOD、POD和CAT活性均显著提高，而抗旱性弱的‘豫烟10号’的SOD、POD和CAT活性则无明显变化，说明抗性强的品种可能会通过激发自身抗氧化系统相关的调控基因，以清除体内的活性氧，而抗性弱的品种则由于自身调节能力不足，活性氧的过量积累，导致细胞膜受损严重。施用不同浓度的外源MT均能显著提高烤烟幼苗的SOD、POD和CAT活性，且随外源MT浓度的增加呈先增加后降低的趋势，这与余雪娜等[37]在茄子幼苗上的研究结果一致，说明外源MT能显著提高植物幼苗的SOD、POD和CAT活性，可能是由于外源MT能够增加抗氧化酶相关基因的表达量来提高抗氧化酶活性，增强活性氧及自由基的清除能力和对干旱胁迫的抵御能力，从而减轻干旱胁迫对烤烟幼苗细胞造成的损伤。

4 结论

外源MT能够通过提高烤烟幼苗体内抗氧化酶活性，加速活性氧和自由基的清除，减轻膜脂过氧化，维持细胞正常代谢活动，保护叶绿体结构和光合器官，增强PSⅡ光化学活性，提高叶片光合效率，从而缓解干旱胁迫对烤烟幼苗生长的抑制，提高烟苗对干旱胁迫的适应能力。外源MT对烤烟幼苗干旱胁迫的缓解效应具有基因型差异和剂量效应，对干旱敏感型的‘豫烟10号’效果好于耐旱型的‘豫烟6号’品种，且以0.2 mmol·L-1MT的喷施效果最佳。