硅对植物盐胁迫的缓解机理研究

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由于人类生产生活和全球气候变化的影响,土壤盐渍化已成为制约农林业生产的主要因素。土壤盐分过高时,会对植物造成渗透胁迫和离子胁迫,严重影响植物的生长。大量的研究表明,外源Si可以缓解植物盐胁迫影响,提高植物的耐盐性。   本文以水稻为研究对象,研究硅对植物盐胁迫的缓解效应,以期在水稻研究结果的基础上,开展有关林木等高等植物抗盐胁迫的研究。水稻品种为野生型水稻(Orza sativa L.,品种为Oochikara)和它的低硅突变体。Si突变体水稻为日本Okayama大学的Ma Jian-feng教授筛选出的世界上首例Si突变体水稻,其对Si的吸收仅为野生型水稻的十几分之一。本文选取野生型水稻(Oryza sativa L,品种为Oochikara)和它的低硅突变体,以Si和盐胁迫(NaCl)为研究对象,探讨了施加Si对两种水稻盐胁迫的缓解效应。主要研究结果如下:   (1)采用溶液培养法研究不同盐浓度(NaCl)对突变体水稻和野生型水稻种子萌发及Si对水稻盐胁迫下种子萌发的影响。结果表明,在0、50、100、150 mmol·L-1的NaCl浓度处理下,随着NaCl浓度的提高,两种水稻的芽长、发芽势、发芽率均不断降低。外源Si可以提高盐胁迫下两种水稻的发芽指标,对突变体水稻的影响显著大于野生型水稻。   (2)采用溶液培养法研究外源硅对不同盐浓度胁迫下突变体水稻和野生型水稻营养元素吸收和生物量的影响。结果表明:在0、50、100、150mmol·L-1的NaCl浓度处理下,随NaCl浓度的提高,两种水稻的茎叶与根系生物量降低。相同盐浓度处理下,与不加硅相比,外源硅提高了两种水稻茎叶和根系的生物量;在0、50、100、150 mmol·L-1的NaCl浓度处理下,随着NaCl浓度的提高,两种水稻茎叶与根系中K、Fe、Mg、 Mn、Zn、Ca、P含量降低,而Na浓度升高;相同浓度盐胁迫条件下,与不加硅相比,加入外源硅提高水稻茎叶与根系中K、Fe、Mg、Mn、Zn、Ca、P的含量,降低Na的含量。   (3)采用溶液培养法研究外源Si对盐胁迫下野生型水稻和突变体水稻生理指标的影响。结果表明:Si可以显著降低野生型水稻的MDA含量,但是对突变体水稻MDA含量影响不大。外源Si可以提高盐胁迫下两种水稻的根系活力。外源Si可以提高盐胁迫下两种水稻的SOD、CAT、POD等抗氧化酶的活性,野生型水稻的变化幅度大于突变体水稻。两种水稻APX的变化规律与抗氧化酶变化规律类似。
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