沙枣对氯化钠和硫酸钠胁迫差异性响应的生理机制

被引量 : 18次 | 上传用户:ssgriian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
针对我国盐渍土面积广大、类型复杂多样的现状,本论文以北方生态脆弱区造林绿化先锋树种沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)为对象,在温室盆栽和溶液培养控制试验条件下,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、扫描离子选择电极技术(SIET)并结合其他常规仪器与方法,系统研究和对比分析了2种盐(NaCl和Na2SO4)胁迫下沙枣的(1)盐害症状、生长表现和耐盐性;(2)光合气体交换参数、光响应与CO2响应曲线及其特征参数;(3)盐离子(Na+、Cl-、SO42-)的吸收、运输与分配,以及K+、Ca2+、Mg2+、NO3--N、P等矿质营养状况;以及(4)粒子流(Na+、K+、H+)的轴向、稳态和原初动态变化。基于上述4个方面的研究内容,本论文验证了沙枣的耐盐性并量化了其耐盐阈值,探讨了沙枣的盐适应机制,揭示了沙枣对NaCl和Na2SO4胁迫具有差异性响应的光合生理、离子代谢生理以及电生理学机制,旨在为沙枣的规模化推广与应用、适应不同盐碱地类型新种质的培育提供理论基础,为不同类型盐碱地生物治理中植物材料的选择提供参考和借鉴。主要研究结论归纳如下:1.盐胁迫对沙枣生长具有显著的抑制效应。经NaCl和Na2SO4胁迫后,沙枣幼苗呈现出不同程度的叶片脱落、枯黄等典型盐害症状,幼苗的株高、基径与侧枝生长、叶片生长参数、各组织以及全株生物量累积均低于或显著低于对照。随胁迫溶液中[Na+]的升高,上述盐害症状呈现出加剧的趋势,各生长参数呈不同程度的下降,根生物量分配百分比和根冠比值则呈增加的趋势。2. Na2SO4胁迫下沙枣的耐盐性强于NaCl胁迫。在相同[Na+](均为100或200mmol· L-1)条件下,与NaCl胁迫相比,Na2SO4胁迫沙枣的盐害症状较轻、生长表现较好、耐受性较强,且植株的盐害率、生长抑制效应、耐盐性在NaCl和Na2SO4之间的差异随盐胁迫的加剧呈增大的趋势。沙枣耐盐性很强,在NaCl和Na2SO4胁迫下的生长临界钠离子浓度(C50)分别为180和280mmol· L-1。3.盐胁迫显著降低了沙枣的光合能力。与对照相比,2种盐胁迫均显著降低了沙枣的Pn、Gs、Ci、Tr和LUE,增大了Ls和WUE,且Pn下降主要受气孔限制。盐胁迫对沙枣光合作用和叶片功能参数的影响最终反映到植株的生长和生物量累积上。在等[Na+]条件下,NaCl胁迫对沙枣光合作用的抑制效应显著强于Na2SO4胁迫;与NaCl胁迫相比,沙枣幼苗在Na2SO4胁迫下具有更高的最大光合能力、光能转化效率和Rubisco羧化效率,更为宽泛的CO2利用域,对光的生态适应性也更强。4.沙枣的盐(NaCl)适应机制为根系拒盐和冠组织耐盐。盐胁迫改变了植株体内Na+和Cl-的分配格局,200mmol· L-1NaCl胁迫沙枣根和叶中聚积的Na+分别占全株Na+净累积量的36.2%和42.3%,而叶中聚积的Cl-占全株Cl-净累积量的58.9%,并显著提高了根系向叶片选择性运输K+、Ca2+的能力。200mmol· L-1NaCl胁迫沙枣茎[Na+]、叶[Na+]、冠Na+净累积量以及JNa+shoot分别是对照植株的7.22、9.58、5.45和5.36倍,而茎[Cl-]、叶[Cl-]、冠Cl-净累积量以及JCl-shoot分别是对照的2.27、3.70、2.03和2.01倍,但植株仍正常生长,叶片并未呈现出典型的盐害症状、肉质化特征和避盐机制。5.沙枣在NaCl和Na2SO4胁迫下具有不同的盐适应机制和矿质营养状态。在200mmol· L-1等[Na+]条件下,NaCl胁迫植株将更大比例的Na+滞留、聚积在根系和叶片中;而Na2SO4胁迫植株将更大比例的Na+滞留、限制在茎组织中,从而维持了较好的K+-Na+平衡。NaCl胁迫植株叶片是Cl-净累积量最大的组织和Cl-分配的主要组织(约占全株Cl-净累积量的60%);而Na2SO4胁迫幼苗吸收的SO42-主要聚集、限制在根系中(约占全株SO42-净累积量的50%),叶片[SO42-]仍维持在对照水平;NaCl胁迫植株对Cl-的吸收或运输速率远大于Na2SO4胁迫幼苗对SO42-的吸收或输运速率。NaCl胁迫对沙枣吸收NO3--N、P等矿质营养的抑制效应显著强于Na2SO4胁迫。6.粒子流的短期响应机制和原初响应机制具有盐类型差异性。盐胁迫改变了沙枣根系的显微组织结构,根系粒子流测定的最佳扫描位置为距离根尖约600μm(对照/50mmol· L-1Na2SO4胁迫植株)和300450μm范围内(100mmol· L-1NaCl胁迫植株)。经对照、Na2SO4和NaCl胁迫24h,根系稳态Na+、K+均为外流,其中,K+流速在对照和Na2SO4胁迫之间无显著差异,且均显著低于NaCl胁迫,而Na+流速在3种处理之间的差异均达到显著水平;对于稳态H+,对照幼苗为内流,而Na2SO4和NaCl胁迫幼苗均为外流,且Na2SO4胁迫的流速显著低于NaCl胁迫。不同化学试剂或试剂组合(Na2SO4、NaCl、Choline Cl以及Na2SO4+Choline Cl)瞬时胁迫后初始5min以及约25min时间域内,沙枣根系平均K+、H+流速具有较大差异,且2种离子流速在Na2SO4与NaCl胁迫之间的差异均达到显著水平。总之,本研究证实,在NaCl和Na2SO4胁迫下,沙枣幼苗根系具有不同的显微组织结构以及短期(24h)和原初(1025min)Na+、K+、H+粒子流动态交换特性,从而使得植株在长期(30d)盐胁迫下具有不同的离子组织区隔化水平和矿质营养状态,继而抑制幼苗叶片生长、降低叶片的光合能力并影响到光合机构的正常运转,这些最终均反映到植株的生长表现和生物量累积上,即使得沙枣在NaCl和Na2SO4胁迫之间具有不同的耐盐性。
其他文献
国家标准GB50738-2011《通风与空调工程施工规范》是我国首次编制的施工类试点标准中的一部,它规范了全国范围内通风与空调工程的施工过程,对通风与空调工程的设计和质量验收
现代飞行器对导航的精度、可靠性和自主性提出很高要求。高空长航时飞行器以其独具的全天候、大纵深飞行执行任务的优势,得到各国军方的关注和迅速发展。但其飞行高度高、续航
近年来,阅读疗法已成为高校图书馆服务的新模式,图书馆界掀起了对阅读疗法的研究热情。阐述了高校图书馆开展阅读疗法实施的可行性与优势,以及阅读疗法发展的深化研究与有待
反拨效应是指测试对教与学所产生的影响,在应用语言学领域中特指语言测试尤其是外语测试对相应的外语教和学产生的影响。语言测试反拨效应研究是应用语言学中一个相对较新的领
县级政府在我国现行的中央、省、地级市、县级市(区)、乡(镇)五级行政区域中担负着承上启下的重要枢纽作用,既是有效落实党和国家重大方针政策的执行者,又是所管辖县域内政治稳定、
《平凡的世界》是一部以黄土高原为背景的写实性小说,描绘了转型时期中国农村的发展历史,叙述了人们的生活由艰难转向幸福的过程。小说《平凡的世界》语言简洁、质朴,塑造了
T.S.艾略特被公认为现代派诗歌的代表,但他的代表作《荒原》中将生死边界消融、宗教理想融合的观点体现了后现代所弘扬的多元统一的理念。而缺乏中心情节的断片式呈现,以及对
随着社会的进步,以及计算机技术、自动控制技术、通信技术和图形显示技术的迅速发展,人们对生活水平和居住环境的要求逐步向舒适、安全、便捷的方向迈进。因此三网融合在智能家
目的:1.考察九龙藤总黄酮的提取纯化工艺2.研究九龙藤总黄酮对H2O2诱发心肌细胞凋亡的作用机制3.研究九龙藤总黄酮对心肌细胞缺氧/复氧(H/R)损伤的作用方法:1.九龙藤总黄酮的提取
随着基于位置的服务(Location-Based Services,LBS)概念的快速发展,越来越多基于移动平台的地理信息系统(Geographic Information System, GIS)应用走进人们的生活中,公共交通是其应