【摘 要】
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黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略。黄河三角洲盐碱地的高效开发利用是重中之重。研究耐盐机理,培育耐盐新品种是盐碱农业研究的重点。芦笋是一种耐盐性较强的作物,具有很高的经济、生态和药用价值,但目前关于芦笋耐盐生理与分子机制的研究还比较少。因此开展芦笋品种耐盐性鉴定,研究芦笋耐盐的生理与分子机制,对于在黄河三角洲盐碱地推广种植芦笋具有重要意义。本研究以22个芦笋品种为材料,分别在萌发期和苗期设
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黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略。黄河三角洲盐碱地的高效开发利用是重中之重。研究耐盐机理,培育耐盐新品种是盐碱农业研究的重点。芦笋是一种耐盐性较强的作物,具有很高的经济、生态和药用价值,但目前关于芦笋耐盐生理与分子机制的研究还比较少。因此开展芦笋品种耐盐性鉴定,研究芦笋耐盐的生理与分子机制,对于在黄河三角洲盐碱地推广种植芦笋具有重要意义。本研究以22个芦笋品种为材料,分别在萌发期和苗期设置不同浓度的NaCl处理,根据萌发率、幼苗相对生长量等指标,分析不同品种的耐盐性,建立了芦笋耐盐性鉴定体系。以筛选出的耐盐品种Apollo和盐敏感品种京绿芦1号为材料,在苗期进行NaCl浓度为0（CK）和0.7%的盐胁迫处理,对比分析两个品种生长发育、离子含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、激素含量以及基因表达的变化情况,研究芦笋耐盐的生理生化与分子机理,以期为耐盐芦笋品种培育及盐碱地芦笋栽培提供技术支撑和理论依据。主要研究结果如下:1.芦笋种质的耐盐性评价:在萌发期以0.7%～0.9%NaCl处理的相对发芽率变异系数最大,苗期相对生长量变异系数最大的NaCl处理浓度为0.7%。因此用0.7%的NaCl溶液处理,利用发芽率、根长、株高、根系鲜重、地上部鲜重、根系干重、地上部干重、叶绿素含量的相对值对22份芦笋种质进行综合评价。浙丰315、Grande、Apollo耐盐性强,为耐盐品种;京绿芦1号、格蕾斯、硕丰耐盐性较弱,为盐敏感品种;以Apollo和京绿芦1号为材料用于后续实验。2.盐胁迫下不同耐盐性芦笋品种的生长发育情况:盐胁迫抑制了两个芦笋品种的生长发育,株高、地上部鲜重和干重均显著下降,盐敏感品种受到的抑制程度更大。盐胁迫对两个品种地上部的抑制程度大于对根系的抑制,根系能更好的适应盐胁迫。适宜的盐浓度能促进耐盐品种根系的生长发育。3.盐胁迫下不同耐盐芦笋品种渗透调节物质含量的变化:盐胁迫显著增加了两个芦笋品种根系和地上部的脯氨酸含量,盐敏感品种脯氨酸含量的增幅大于耐盐品种。随盐胁迫时间延长,Apollo根系和地上部的可溶性糖和可溶性蛋白含量均逐渐增加;京绿芦1号两种物质在根系中先增加后下降,在地上部持续下降。持续盐胁迫下,耐盐品种可以通过增加可溶性糖和可溶性蛋白的含量来缓解渗透胁迫,根系的渗透调节能力强于地上部。4.盐胁迫下不同耐盐性芦笋品种抗氧化酶活性和MDA含量的变化:短期盐胁迫提高了两个品种的SOD、POD和CAT活性。随胁迫时间的延长,Apollo根系和地上部三种抗氧化酶活性逐渐升高;京绿芦1号根系中三种抗氧化酶活性呈先升高后下降的趋势,地上部的抗氧化酶活性逐渐下降,最终低于对照。随胁迫进程,两个芦笋品种根系和地上部MDA含量均逐渐增加,盐敏感品种MDA的增加幅度大于耐盐品种。耐盐品种具有更好的抗氧化保护能力,根系的抗氧化能力强于地上部。5.盐胁迫下不同耐盐性芦笋品种K+、Na+含量的变化:在盐胁迫下,两个芦笋品种根、茎、叶的K+含量和K+/Na+均下降,Na+含量显著增加。在持续盐胁迫下,京绿芦1号K+的下降幅度大于Apollo。随胁迫时间的延长,Apollo的Na+增幅下降,K+/Na+降幅减小;京绿芦1号的Na+增幅和K+/Na+的降幅均持续增加,且变化幅度大于Apollo。6.盐胁迫下不同耐盐性芦笋品种激素含量的变化:盐胁迫下,两个品种根系和地上部的ABA含量均显著增加,Apollo根系IAA含量升高,地上部IAA含量下降,京绿芦1号根系和地上部的IAA含量均下降。7.盐胁迫下不同耐盐性芦笋品种根系的转录组分析:用RNA-Seq技术对盐处理和CK的根系进行转录组测序分析,芦笋根系差异表达基因主要在碳代谢、氨基酸代谢、次级生物代谢等途径中富集,耐盐品种Apollo的差异表达基因数量多于盐敏感品种京绿芦1号。有112个上调和364个下调的差异表达基因是Apollo特有的,有61个上调和33个下调的差异表达基因是京绿芦1号特有的,涉及渗透调节物质合成、蛋白质的运输和降解、抗氧化、激素信号转导及转录因子等相关基因的表达在两品种中差异明显。
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