棉花对盐胁迫的生理响应及耐盐机理研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:talisa
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棉花既是我国重要的经济作物,又是耐盐的先锋作物,具有一定的耐盐能力,是开发盐碱地和生物改良盐碱地的首选作物之一。本研究通过田间微区控制试验及水培试验,以耐盐性不同的棉花品种为试验材料,分析盐胁迫对棉花幼苗生长、光合生理、离子运移的影响,并从棉花的渗透调节、抗氧化能力、膜生理的角度揭示棉花耐盐机理,为耐盐棉花品种选育提供一定的理论基础和科学依据。研究结果如下:(1)不同耐盐品种棉花在盐碱地条件下的生理响应。耐盐品种(中H177和中J0710)叶片脯氨酸含量显著高于盐敏感品种(中J0102和新陆早74)(前者为后者的1.314.14倍),但丙二醛含量显著低于盐敏感品种(前者仅为后者的52.73%66.26%);耐盐品种SPAD值和光合参数显著大于盐敏感品种(前者为后者的1.021.48倍);耐盐棉花茎和根中Na+含量、茎的K+含量、地上部分的K+/Na+比均高于盐敏感棉花。耐盐品种通过减缓丙二醛含量增强棉株耐盐性,能保持较高的光合能力并维持K+/Na+平衡。通过灰色关联度进行评价,棉花品种中H177在苗期耐盐性较好。(2)盐胁迫对不同耐盐品种棉花幼苗生长的影响。随着盐浓度(NaCl)的增加,不同品种棉花幼苗株高、鲜干重、叶面积逐渐降低。在低盐环境下(100 mmol/L)下,棉花生长特性降幅小于高盐环境(150、200 mmol/L);盐逆境下,耐盐品种(中9806和中9807)鲜干重、叶面积的降幅小于盐敏感品种(中S9612和新陆早74)。棉花的生长明显受到NaCl胁迫的抑制,尤其是高浓度NaCl胁迫;盐逆境对耐盐棉花的抑制作用小于盐敏感棉花,其棉株生物积累量高于盐敏感棉花。(3)盐胁迫对不同耐盐品种棉花幼苗生理特性的影响。随着盐浓度的增加,棉花叶片中抗氧化酶活性呈先上升后下降的趋势,丙二醛(MDA)含量升高,耐盐品种叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)积累量较大,但耐盐品种MDA积累量(2.82%27.88%)低于盐敏感品种(30.96%77.34%);盐逆境下,棉花叶片可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)含量明显上升,耐盐棉花种SP、Pro增幅较大。盐逆境下加速了棉株过氧化反应,耐盐品种具有更强的抗氧化和调节自身渗透平衡的能力。(4)盐胁迫对不同耐盐品种棉花幼苗离子平衡的影响。随着盐浓度的增加,棉花幼苗根和叶中Na+含量显著上升,茎中Na+含量先升高后降低,K+含量、K+/Na+比均有所下降,耐盐棉花地下部分Na+积累量低于盐敏感棉花;盐逆境下,叶中K+下降程度略小于根中,耐盐品种叶中K+含量略高于盐敏感品种;耐盐品种K+/Na+比略微高于盐敏感品种,叶中的K+/Na+比始终高于根部K+/Na+比,耐盐品种由地下部分向地上部分K+的运输能力SK?,Na?较强。耐盐品种能有效调节细胞内离子平衡,通过根部截留更多的Na+,向叶片运输K+来提高耐盐性。(5)盐胁迫对不同耐盐品种棉花胞内酶活性的影响。随着盐浓度的升高,耐盐品种质膜、液泡膜的H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性呈现先上升后下降的趋势,且耐盐种质膜、液泡膜H+-ATPase活性高于盐敏感种棉花;盐逆境下,盐敏感品种质膜、液泡膜Ca2+-ATPase活性有所下降,盐害破坏了其根部胞质中H+和Ca2+的平衡,造成代谢紊乱。相较于敏感性棉花,耐盐棉花能够保持高的H+-ATPase活性,通过H+调节体内渗透压,维持细胞稳态,通过维持Ca2+稳态来抑制K+的外流和Na+的内流。
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