鹽堿脅迫下兩個(gè)菊芋品種生理特征及鈣的調(diào)控效應(yīng).pdf

1、土壤鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境的一個(gè)全球性問題。因此，如何改良和利用鹽漬化土壤已成為各國政府和人民關(guān)注的熱點(diǎn)問題.大量研究證明，生物學(xué)措施，特別是引種經(jīng)濟(jì)型耐鹽植物，是解決土壤鹽漬化問題最有效的措施之一.目前世界淡水資源日漸枯竭，尤其是我國已被列入全球12個(gè)嚴(yán)重貧水的國家之一，但是我國是一個(gè)海洋大國，海水資源豐富。因此，開發(fā)利用海水資源可以有效緩解水資源危機(jī).本文選擇了‘南芋1號(hào)’和‘南芋2號(hào)’(以下簡(jiǎn)稱為‘1號(hào)’和‘2號(hào)’)兩個(gè)

2、菊芋品種，首先利用不同濃度NaCl(0、50，100、150 mmol L-1)和Na2CO3(0、25、50、75 mmol L-1)對(duì)其進(jìn)行脅迫處理，研究了NaCl和Na2CO3脅迫對(duì)‘1號(hào)’和‘2號(hào)’的形態(tài)結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)以及生物量、根系活力、活性氧含量、抗氧化酶活性、葉綠素含量、光合作用參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)等生理生化指標(biāo)的影響，去篩選抗鹽品種，從而為充分合理的利用鹽堿土壤提供理論依據(jù).其次利用不同濃度海水(0、10％、20％、30

3、％)對(duì)其進(jìn)行澆灌，研究海水對(duì)‘1號(hào)’和‘2號(hào)’的脅迫作用.然后以‘2號(hào)’為材料，進(jìn)一步研究了Ca2+對(duì)NaCl脅迫下菊芋生物量、離子分布、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量、凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和熒光參數(shù)的影響，以探索外源Ca2+對(duì)緩解植物鹽脅迫下光合作用下降的作用機(jī)制.最后以‘2號(hào)’為材料，利用不同濃度Ca2+對(duì)30％海水處理下的菊芋幼苗進(jìn)行調(diào)控，研究其對(duì)海水的利用程度. 主要結(jié)果如下： 1.通過砂培試

4、驗(yàn)比較了‘1號(hào)’和‘2號(hào)’兩個(gè)菊芋品種苗期對(duì)鹽堿的忍耐程度.結(jié)果表明，‘1號(hào)’在低濃度的NaCl脅迫下，對(duì)其生長無顯著性影響，具體表現(xiàn)為，與對(duì)照相比，生物量無顯著性變化，相對(duì)生長速率和根系活力增大，根冠比增加，根、莖和葉片中離子濃度不變.當(dāng)NaCl濃度達(dá)100 mmol L-1以上時(shí)，隨著濃度的增加生物量顯著降低，其原因主要是隨著鹽濃度的增加，活性氧含量增加，抗氧化酶不能及時(shí)清除活性氧，從而導(dǎo)致葉綠體遭到破壞，MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)增加，

5、進(jìn)而影響光合作用的進(jìn)行，對(duì)于‘2號(hào)’而言，在低濃度NaCl脅迫下，其生物量顯著降低，活性氧含量、MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)顯著增加，葉綠體受到嚴(yán)重?fù)p傷，抗氧化酶活性和光合作用急劇下降，且隨著NaCl濃度的增加，脅迫程度加劇.因此，‘1號(hào)’的耐鹽性大于‘2號(hào)’. 在Na2CO3脅迫下，無論是‘1號(hào)’，還是‘2號(hào)’，隨著濃度的增加，其生物量、離子分布、活性氧含量、抗氧化酶活性以及光合機(jī)構(gòu)與對(duì)照相比均受到顯著的影響；但在相同濃度Na2CO3

6、脅迫下，‘2號(hào)’受到的影響小于‘1號(hào)’，說明‘2號(hào)’具有一定耐堿性，在相同Na+條件下，進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)品種的耐鹽性均大于耐堿性. 2.在0％-20％海水處理下，‘1號(hào)’的生物量、抗氧化酶活性、葉綠素含量、光合作用參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)等生理生化指標(biāo)隨著海水濃度的增加而增加，根系活力并沒有受到明顯的影響，葉綠體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯改變，活性氧含量雖然有所增加，但被增加的抗氧化酶及時(shí)清除，從而保護(hù)了細(xì)胞膜.隨著海水濃度的繼續(xù)增加，‘

7、1號(hào)’的生物量、抗氧化酶活性等顯著降低，活性氧含量、脯氨酸含量顯著增加，而葉綠素含量、光合作用參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)等生理生化指標(biāo)并沒有發(fā)生顯著的變化.而‘2號(hào)’僅能在低濃度10％海水處理下正常生長，隨著海水濃度的繼續(xù)增加，各個(gè)指標(biāo)均發(fā)生顯著的改變.‘1號(hào)’和‘2號(hào)’相比較，在相同濃度的海水脅迫下，‘1號(hào)’受到的傷害要小于‘2號(hào)’，由此說明‘1號(hào)’對(duì)鹽的忍耐程度高于‘2號(hào)’，能夠利用較高濃度的海水. 3.在150 mmol L-1

8、 NaCl脅迫條件下，外施10 mmol L-1的Ca2+可有效防護(hù)脅迫所致的氧化損傷，通過維持較高的抗氧化酶活性，抑制脂質(zhì)過氧化作用，使葉片在鹽脅迫條件下，維持較高的PSⅡ的電子傳遞強(qiáng)度(Fm/Fo)、PSⅡ光化學(xué)效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子效率(φPSⅡ)、光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)、Pn和較低的非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)，有利于物質(zhì)積累從而使生物量增加。這主要?dú)w因于Ca2+可以在一定程度上彌補(bǔ)鹽脅迫導(dǎo)致Ca2+虧缺造成的離子失衡，使

9、植物體維持較正常的生理活動(dòng)，穩(wěn)定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，維持體內(nèi)離子吸收平衡，保護(hù)光合機(jī)構(gòu). 4.在30％海水處理下，‘2號(hào)’菊芋的正常生理代謝明顯受到抑制；當(dāng)施入鈣離子后，鹽對(duì)菊芋幼苗的脅迫不同程度降低，其中以10 mmol L-1的Ca2+效果最好，可有效防護(hù)脅迫所致的氧化損傷，從而維持較高的抗氧化酶活性，抑制脂質(zhì)過氧化作用，使葉片在鹽脅迫條件下，維持較高的Fm/Fo、Fv/Fm、φPSⅡ、qP、Pn、Gs和較低的NPQ.從而證明，外源