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本论文以能源植物续随子为实验材料,比较不同浓度NaCl处理下续随子有根和无根幼苗生长、生理以及细胞超微结构的响应,探讨盐胁迫下续随子根的作用。具体结果如下: 用0.3%~0.9%NaCl的培养液处理续随子有根苗和无根苗9d,发现两组植物形态上差异较为显著;植物生长,如株高和叶面积相对增加量等,也受到显著抑制,且相同盐胁迫下无根苗所受的抑制程度显著高于有根苗。有根苗和无根苗的光合相关指标也存在显著差异:有根苗叶绿素含量、Chla/Chlb、Fm、Fv/Fm值显著高于无根苗,而Car/Chlt、Fo值则显著低于无根苗,显示在相同程度盐胁迫下,有根苗光合作用所受影响小于无根苗。 NaCl处理续随子有根苗和无根苗后,各器官离子总量和Na+、K+、Ca2+、Mg2+含量均发生了变化。盐胁迫下,根部离子总量显著高于其他器官,无根苗地上部分离子总量显著高于有根苗,同时Na+/K+、Na+/Ca2+和Na+/Mg2+值都有所升高;有根苗叶片中Na+/K+、Na+/Ca2+和Na+/Mg2+值一直维持相对较低的水平,且显著低于无根苗;选择性吸收和运输K+、Ca2+、Mg2+等的能力亦随NaCl浓度升高而呈现先升高后降低的趋势。 NaCl处理使有根苗和无根苗的O2-生成速率和H2O2含量等显著升高,且无根苗显著高于有根苗。同时,有根苗SOD活性随NaCl浓度的升高而升高;无根苗POD活性显著升高;有根苗CAT和APX活性随NaCl浓度升高而升高,无根苗则先升高后降低。类胡萝卜素、GSH含量在无根和有根苗组中都显著升高;有根苗中的AsA含量显著升高,而无根苗AsA则相反。抗氧化酶和抗氧化物质协同作用,在清除活性氧的过程中发挥了积极的作用。有根苗能有效清除活性氧,使细胞膜透性维持在较低水平;而无根苗清除活性氧能力有限,膜透性加大,细胞受到了一定的伤害。 NaCl处理下有根苗叶片离子总量增加较少,无根苗叶片离子总量显著增加。NaCl处理组有根苗可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量较对照有显著升高;无根苗的可溶性蛋白、可溶性糖含量则呈现先升后降的趋势,0.3%NaCl处理时含量最高。有根苗中有可溶性蛋白和可溶性糖可能起较大作用,而无根苗中脯氨酸可能较有优势。 NaCl处理下,续随子有根苗根和叶细胞的线粒体、叶细胞的叶绿体等的超微结构与对照组相比无显著变化,说明在本实验浓度范围内,有根苗细胞的超微结构未因NaCl胁迫而发生明显变化;而同样胁迫下,无根苗叶片的线粒体和叶绿体结构遭到明显破坏。扫描电镜.能谱结果显示,NaCl处理下有根苗根内集聚了大量Na+,无根苗茎内积累了一定量的Na+;在根部和茎部,续随子能将Na+区域化于皮层和韧皮部等细胞中。 综上所述,续随子根部在续随子幼苗抵御盐胁迫中起着重要作用。NaCl胁迫下,进入续随子内部的Na+可能主要聚集在续随子根部皮层细胞的液泡中,阻止了Na+的进一步向地上部分迁移,从而降低Na+对叶片等功能器官的损伤。有根幼苗的生长和光合指标显示有根苗在根的保护下生长和光合较旺盛。有根苗体内产生的活性氧含量低,抗氧化系统能有效清除因盐胁迫而产生的氧自由基,使细胞膜透性保持在较低水平;有根苗能合成较多的有机渗透调节物,可以保护生物大分子并阻止植物细胞的进一步失水;有根苗根和叶细胞线粒体以及叶细胞叶绿体在盐胁迫下未见明显的变形,而无根苗叶片中的叶绿体和线粒体的膨胀、空泡化、甚至膜裂解等等,显示根部在防止续随子幼苗因NaCl胁迫而导致的渗透胁迫和氧化胁迫方面起着重要作用,并显著降低了植物细胞的结构损伤,维持了植物细胞的正常功能。