硒缓解加工番茄盐毒害的作用机制研究

加工番茄是新疆发展地区经济的主要支柱产业之一，新疆特殊的气候条件和地理格局使得约50%以上的加工番茄耕地受土壤次生盐渍化和盐碱威胁，严重制约着我区红色产业的发展。因此本项目针对新疆加工番茄产业发展中的瓶颈问题-如何降低土壤盐渍化危害、提高番茄抗盐力的问题，重点开展提高加工番茄抗盐性的外源硒调控作用机理研究。以两个耐盐性不同的加工番茄品种为试材，通过研究外源硒对盐胁迫下不同细胞器redox状态与抗氧化酶活性及其基因表达、细胞质膜redox状态与跨膜电子传递活性和离子的吸收微域分布特征、基因组DNA甲基化时空变化特征的调控作用及其与抗性关系的研究，揭示硒缓解番茄盐毒害、提高盐适应性的作用机制。为减轻盐分胁迫逆境对其生产的危害，提高加工番茄抗盐性提供可行性措施，同时为硒肥在新疆红色产业中的开发利用提供理论依据。

加工番茄是新疆发展地区经济的主要支柱产业之一,新疆特殊的气候条件和地理格局使得约50%以上的加工番茄耕地受土壤次生盐渍化和盐碱威胁,严重制约着新疆红色产业的发展。因此本项目针对新疆加工番茄红色产业发展中的瓶颈问题—如何降低土壤盐渍化对加工番茄危害、提高番茄抗盐力问题，重点开展提高加工番茄耐盐性的外源硒调控作用机制研究：（1）硒对NaCl胁迫下番茄幼苗叶片光合碳同化，叶绿素荧光淬灭及卡尔文循环关键酶基因表达的影响；（2）硒对NaCl胁迫下番茄幼苗叶片氧化还原（redox）状态及其抗氧化胁迫能力的影响；（3）硒对盐胁迫下番茄不同细胞器redox状态的平衡机制及与抗性的关系；（4）硒对盐胁迫下番茄质膜redox状态及离子吸收、微域分布的影响研究；（5）硒对盐胁迫下番茄DNA甲基化时空变化特征的影响及与抗性关系。以期揭示硒缓解盐毒害，提高加工番茄耐盐性的作用机制。为减轻盐分胁迫逆境对其生产的危害，提高加工番茄抗盐性提供可行性措施，同时为硒肥在新疆红色产业中的开发利用提供理论依据。. 通过本项目的研究，取得如下研究成果：1、外源硒在通过调节光合碳同化中的光化学反应活性和光合碳同化羧化效率、卡尔文循环关键酶活性及其基因表达提高番茄盐适应性中发挥重要作用；2、硒通过介导盐胁迫下番茄叶片组织和叶绿体、线粒体的还原库力提高，调控AsA-GSH循环、谷氧还蛋白系统（Grx）和硫氧还蛋白系统（Trx）的关键酶活性及其编码这些酶的基因mRNA转录表达水平，提高活性氧（ROS）清除能力和维持细胞redox平衡，增强番茄盐适应性；3、外源硒通过降低盐胁迫番茄叶片和根系对Na+和Cl-离子的吸收, 提高叶片对K+、Ca2+和Mg2+及根系对Ca2+ 的吸收，并影响离子在叶片和根系的微域分布，从而缓解NaCl胁迫导致的离子毒害、提高番茄的盐适应性。因此，硒对根系和叶片中离子含量及其微域分布的影响是硒提高番茄对盐胁迫抗性的机制之一。4、盐胁迫下DNA 甲基化水平和状态表现出一定时空特异性和品种特异性，且与品种抗盐性差异相关，而外源施硒则通过下调DNA甲基化水平和调控DNA甲基化状态提高番茄的盐适应性。