【摘 要】
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水稻不仅是全球最重要的谷类作物之一,也常作为盐土改良的先锋作物。在盐碱地种植水稻,既是加快土壤脱盐的一项重要措施,也是开发利用滩涂资源的重要途径。苗期是水稻最易受盐胁迫伤害的时期,因此探索提高水稻幼苗的耐盐性的措施及机制,对于沿海滩涂地区种植水稻以及盐碱地的开发利用具有重要的意义。作为第六大植物激素,油菜素内酯不仅能够调控植物的生长发育,对植物抗逆也有一定的积极作用。本研究以基因型差异大的超优千号
【基金项目】
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广东省教育厅普通高校重点领域专项(项目批准号:2021ZDZX4027); 广东省普通高校创新团队项目(项目批准号:2021KCXTD011);
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水稻不仅是全球最重要的谷类作物之一,也常作为盐土改良的先锋作物。在盐碱地种植水稻,既是加快土壤脱盐的一项重要措施,也是开发利用滩涂资源的重要途径。苗期是水稻最易受盐胁迫伤害的时期,因此探索提高水稻幼苗的耐盐性的措施及机制,对于沿海滩涂地区种植水稻以及盐碱地的开发利用具有重要的意义。作为第六大植物激素,油菜素内酯不仅能够调控植物的生长发育,对植物抗逆也有一定的积极作用。本研究以基因型差异大的超优千号与黄华占水稻品种为材料,采用盆栽试验,研究油菜素内酯(BR)浸种对盐胁迫下水稻幼苗生长、光合作用、抗氧化系统、渗透调节物质、离子稳态、内源激素的影响,揭示外源油菜素内酯(BR)缓解水稻幼苗NaCl胁迫伤害的机制。主要研究结果如下:(1)NaCl胁迫显著降低水稻幼苗的株高、茎基宽、地上干重、地下干重等指标。油菜素内酯(BR)浸种处理后,增加NaCl胁迫下水稻幼苗的株高、茎基宽、地上干与地下干重。表明0.1 mg·L-1BR浸种处理能够改善水稻幼苗的耐盐性,缓解NaCl胁迫带来的伤害。(2)NaCl胁迫下,水稻幼苗的SPAD值、净光合速率(Pn)、最大荧光(Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)均显著低于正常对照处理。油菜素内酯(BR)浸种显著增加NaCl胁迫下水稻幼苗的SPAD值、净光合速率与蒸腾速率,提高了初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)与潜在光化学效率(Fv/Fo)等荧光参数指标。(3)NaCl胁迫下,水稻幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性随着盐胁迫时间的延长,呈先升高后降低的趋势。超氧阴离子与丙二醛(MDA)含量显著增加。0.1 mg L-1BR浸种可以增加超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,以及抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)、可溶性蛋白和脯氨酸(Pro)的含量,抑制ROS的积累,降低MDA的含量。(4)NaCl胁迫显著增加水稻幼苗叶片Na+含量,显著降低K+、Ca2+含量。0.1mg·L-1BR浸种处理显著降低了Na+含量,显著增加K+、Ca2+含量,表明BR浸种有利于盐胁迫下水稻幼苗Na+外排,促进K+与Ca2+的吸收,维持水稻体内离子平衡。(5)NaCl胁迫下,水稻幼苗叶片内源脱落酸(ABA)含量显著增加,水杨酸(SA)、生长素(IAA)含量显著降低。0.1 mg·L-1BR浸种处理显著降低叶片内源脱落酸(ABA)含量,显著增加生长素(IAA)、玉米素(ZT)、水杨酸(SA)含量,维持水稻幼苗体内激素平衡。(6)综合分析表明,油菜素内酯(BR)浸种能够改善水稻幼苗抗氧化系统,降低Na+含量,增加K+、Ca2+含量,保持离子稳态,降低植株内源ABA含量,增加IAA、ZT、SA含量,维持水稻幼苗的激素平衡,然后调节水稻幼苗叶片的气孔状态、光合色素含量、光能吸收与分配,保护光合特性器官,提高光化学反应活性和碳同化潜力,从而保证水稻在盐胁迫下正常的光合代谢,最终增强其耐盐性。
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