能源植物雜交狼尾草抗鹽機(jī)理研究.pdf

1、近些年,隨著世界范圍內(nèi)鹽堿地面積的不斷增加,各國(guó)都在積極尋求合適的在鹽堿地上種植的植物,以便對(duì)鹽堿地進(jìn)行開發(fā)利用。其中能源植物雜交狼尾草具有一定的耐鹽性,初步試驗(yàn)表明雜交狼尾草的耐鹽閾值為0.57％,且雜交狼尾草作為生物質(zhì)能源對(duì)于緩解當(dāng)下的能源危機(jī)已經(jīng)引起了各國(guó)的廣泛關(guān)注,因而對(duì)于雜交狼尾草耐鹽性研究不僅為在鹽堿地上種植提供理論依據(jù),而且在獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也帶來了一定的生態(tài)效益和社會(huì)效益。
　　本論文以盆栽的雜交狼尾草(Pe

2、nnisetum americanum×P. purpureum)為實(shí)驗(yàn)材料,在不同濃度NaCl(0%,0.3%,0.5%,0.8%)處理?xiàng)l件下,測(cè)定其生物量、光合特性、葉綠素含量、MDA含量等生理指標(biāo),研究NaCl脅迫對(duì)雜交狼尾草的影響;并測(cè)定雜交狼尾草不同部位Na+、K+離子含量變化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化和抗氧化酶活性的變化等,為全面研究其抗鹽機(jī)理奠定基礎(chǔ);由于鉀素對(duì)于脅迫的緩解作用,為了確定緩解鹽害的適宜鉀濃度,我們還通過在不同濃度

3、NaCl(0%,0.5%)條件下,用不同鉀濃度(0.1,3,6,9mmol/L)處理雜交狼尾草幼苗,并測(cè)量植株株高、分蘗數(shù)、干重、葉片凈光合速率、不同部位的離子含量、MDA含量和細(xì)胞質(zhì)膜透性等生理指標(biāo),為在K含量低的鹽堿地上種植雜交狼尾草時(shí),合理施用鉀肥提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　1.不同濃度NaCl處理對(duì)雜交狼尾草幼苗生長(zhǎng)的影響:隨著NaCl濃度的增加,雜交狼尾草幼苗株高、葉片數(shù)、干重和鮮重均顯著降低,尤其0.8%NaCl

4、處理的幼苗由于超過其耐鹽閾值范圍,表現(xiàn)出嚴(yán)重的脅迫效應(yīng);在鹽處理下雜交狼尾草無(wú)論地上部還是地下部都保持較高的含水量;NaCl脅迫抑制了植株的光合作用,而且隨著NaCl濃度的增加,葉綠素含量下降,MDA含量增加,其中第七葉(已成熟的老葉)增加程度高于第四葉(主要進(jìn)行光合作用的新葉)?？傊?隨著NaCl處理濃度的增加,雜交狼尾草幼苗在生長(zhǎng)、光合、膜透性等方面表現(xiàn)出一定的脅迫效應(yīng),且同一植株第七葉較第四葉受脅迫程度更為嚴(yán)重。
　　2.雜

5、交狼尾草的抗鹽機(jī)理:NaCl處理?xiàng)l件下,雜交狼尾草幼苗根部和第七葉中的Na+含量顯著增加,而第四葉中的Na+含量始終維持較低水平,K+含量卻與之相反,第四葉中含量較多而第七葉和根中含量少,所以第七葉能維持較高的K+/Na+以保證植物正常光合和生長(zhǎng);隨著NaCl濃度的增加,雜交狼尾草葉片中可溶性糖和脯氨酸含量隨之升高,尤其在0.5%NaCl和0.8%NaCl濃度處理下升高顯著,且第七葉中的含量高于第四葉。NaCl處理對(duì)雜交狼尾草葉片中可溶

6、性蛋白含量影響不顯著;NaCl處理?xiàng)l件下,雜交狼尾草幼苗葉片中的抗氧化物酶CAT、SOD、POD、APX總活性均升高,其中POD和APX的活性增加變化更顯著;隨著NaCl濃度的增加,雜交狼尾草葉片中Mn-SOD和POD3表達(dá)量顯著升高,對(duì)于清除脅迫下雜交狼尾草葉片中的ROS起很重要的作用。總之在NaCl處理下,雜交狼尾草幼苗通過將過量的Na+聚集在根部和老葉,將大量的K+運(yùn)往新葉這一拒鹽特性來調(diào)節(jié)NaCl脅迫下體內(nèi)的離子平衡,同時(shí)體內(nèi)合

7、成一系列的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)使植物在低滲環(huán)境下仍可正常吸水,保證正常生長(zhǎng),此外雜交狼尾草體內(nèi)的抗氧化物酶系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)作用,可以將脅迫產(chǎn)生的大量自由基及時(shí)清除,維持體內(nèi)自由基代謝動(dòng)態(tài)平衡。
　　3.K對(duì)NaCl脅迫下雜交狼尾草幼苗的緩解效應(yīng):0.5%NaCl處理顯著抑制雜交狼尾草幼苗的生長(zhǎng)和光合。在0.5%NaCl處理下,隨著K素濃度的增加,雜交狼尾草的生物量顯著增加,其中在6mmol/L鉀素處理時(shí)顯著降低了雜交狼尾草所受鹽害,即添加6m