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摘要 以水稻品种两优培九、Ⅱ优838为材料,研究了它们在不同盐浓度胁迫下的生理反应。结果表明,Ⅱ优838随着培养液盐浓度的增大细胞膜透性直线高,叶绿素含量随着盐浓度的增大直线下降,脯氨酸含量的变化出现2个峰值;在相同的培养条件下,两优培九细胞内容物外渗较慢,在一定的盐浓度范围内,叶绿素含量变化不大,随着培养液盐浓度的增大脯氨酸含量稳中有升。
关键词 两优培九;Ⅱ优838;膜透性;叶绿素;脯氨酸;抗盐性
全世界盐碱土面积很大,约有3.8亿多公顷,中国占有0.2亿公顷,约占我国总耕地面积的10%。随着灌溉农业的发展,盐碱土面积还将不断扩大。因此,提高作物的抗盐性、选择耐盐性强的作物,对农业生产具有深远意义。
1.2测定方法
1.2.1膜透性测定。采用电导法[2]。
1.2.2叶绿素含量测定。采用分光光度法[3]。
1.2.3脯氨酸含量测定。采用水合茚三酮比色法测定法[4]。
2结果和分析
2.1盐胁迫对细胞膜的影响
由图1可知,随着NaCl浓度的提高,2个水稻品种电导率都有升高的趋势。当NaCl浓度低于0.25%时,电导率升高速率几乎完全相同;当NaCl浓度为0.25%~0.5%时,两优培九电导率增长速度略高于Ⅱ优838;当NaCl浓度超过0.5%时,Ⅱ优838的电导率迅速增长,而两优培九的电导率增长速率相对较慢。说明Ⅱ优倍九的细胞膜稳定性较好,抗盐性强。
2.2盐胁迫对叶绿素含量的影响
从图2可以看出,当NaCl浓度低于0.25%时,2个水稻品种的叶绿素含量基本相同,两优培九略低于Ⅱ优838;当NaCl浓度在0.25%~0.67%时,两优培九叶绿素含量迅速升至1个峰值,并且明显高于Ⅱ优838;当NaCl浓度在0.67%~1%时,Ⅱ优838叶绿素含量高于两优培九。这说明两优培九在NaCl浓度低于0.67%时,叶绿素含量较高,光合作用能正常进行,这对于植物维持正常生命活动非常重要,遇到盐害时,两优培九的叶绿素含量出现适应性上升的机理有待进一步研究。而Ⅱ优838的叶绿素含量呈现下降趋势。
2.3盐胁迫对脯氨酸含量的影响
从图3可看出,当NaCl浓度从0增加至1%时,两优培九的脯氨酸含量略有上升,但上升不明显,而Ⅱ优838脯氨酸含量上升幅度较大。当NaCl浓度在0~0.4%之间时,Ⅱ优838脯氨酸含量高于两优培九;当NaCl浓度在0.4%~0.69%之间时,Ⅱ优838的脯氨酸含量低于两优培九;当NaCl浓度高于0.69%时,Ⅱ优838脯氨酸含量急剧上升,而两优培九脯氨酸含量则变化不大。在NaCl浓度为1%的浓度范围内,Ⅱ优838脯氨酸含量出现2次大起大落的反应,而两优培九脯氨酸含量较稳定,略有小幅上升,这是两优培九抗盐性强的表现[1]。
3小结与讨论
(1)植物細胞膜透性随土壤盐浓度的变化而变化。膜透性的大小,反映质膜受伤害的程度,数值越大,质膜受到的伤害也越大。电导率反映膜透性的程度,其值越高,膜系统受害的程度越大[5]。本试验结果表明,在当NaCl浓度低于0.5%时,两品种电导率值没有明显差异,电导值上升幅度不大。由此可知,在该浓度范围内,两者都表现出一定的抗盐性;但当NaCl浓度超过0.5%时,Ⅱ优838电导率值迅速超过两优培九,而后者基本稳定,这说明当NaCl浓度超过0.5%时,Ⅱ优838品种的细胞膜遭受伤害的程度较大,而两优培九受伤害的程度较小。
(2)李国雷、孙明高等[6]曾报道,盐胁迫一方面使叶绿体中类囊体成分与超微结构发生变化;另一方面盐胁迫影响光能吸收和转换以及影响电子传递与碳同化,总体上导致植物光合作用下降。因此叶绿素含量也相应下降。本试验结果表明,当NaCl浓度低于0.5%时,两者叶绿素含量变化都不大;当NaCl浓度超过0.5%时,两者叶绿素含量都急剧下降,这说明当盐浓度高于0.5%时,两者光合作用都受到一定的影响,都对盐表现出一定的不适应性。值得注意的是:当NaCl浓度为0.25%~0.5%以及NaCl浓度为0.5%~1%之间时,两者的叶绿素含量不降反升,这与以前的相关报道不相符合,有待进一步研究。
(3)脯氨酸是水溶性最大的氨基酸,所以它具有较强的与水结合的能力,在植物受到干旱、盐胁迫时,它的增加有助于细胞或组织的保水[7]。环境胁迫下脯氨酸积累的作用是多方面的,不仅可缓解高浓度盐离子构成的渗透胁迫[8],而且可降低胁迫诱导的细胞酸性[9],避免细胞氨中毒[10],还可作为有机氮贮存,利于胁迫恢复后重新利用[11]。但目前对环境胁迫下脯氨酸积累的生理机制仍存在较大分歧。一些研究表明,脯氨酸作为一种主要的细胞渗透调节物质,盐胁迫下大量积累是植物对盐害逆境的一种适应,对提高植物抗盐性起着重要作用[12];但也有研究认为,盐胁迫下脯氨酸的积累量更适于作为胁迫伤害指标,超过一定范围,脯氨酸的积累量越大,胁迫伤害的程度就越强[13]。本试验结果表明,在整个浓度范围内,两优培九的脯氨酸含量一直变化不大,而Ⅱ优838脯氨酸含量在NaCl浓度低于0.75%时变化也不大;但在NaCl浓度超过0.75%时迅速上升,这是Ⅱ优838受到高盐伤害的典型性表现。
植物的抗盐性是一种综合性状的表现,不同的植物由于其耐盐方式和耐盐机理不同,其组织或细胞内的生理代谢和生化变化也不同[1]。本试验中,综合三项指标,我们可以得出在NaCl浓度低于0.5%时,两者都有一定的抗盐性;而在NaCl浓度超过0.5%时,两优培九比Ⅱ优838水稻品种具有更强的耐盐性。
4参考文献
[1] 肖雯,贾恢先,蒲陆梅. 几种盐生植物抗盐生理指标的研究[J].西北植物学报,2000,20(5):818-825.
[2] 朱广镰,钟海文,张爱琴.植物生理学实验[M].北京:北京大学出版社,1988:47-53.
[3] 吴雪霞,朱月林,朱为民,等. 外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗生长和光合作用的影响[J].西北植物学报,2006(6):123-128.
[4] 赵福庚,孙诚,刘友良,等. ABA和NaCl对碱蓬多胺和脯氨酸代谢的影响[J].植物生理与分子生物学学报,2002(2):234-238.
[5] 李国雷,孙明高,夏阳,等. NaCl胁迫下黄栌、紫荆的部分生理生化反应动态变化规律的研究[J].山东农业大学学报,2004,35(2):173-176.
[6] 曾洪学,王俊.盐害生理与植物抗盐性[J].生物学通报,2005,40(9):1-3.
[7] 张楠楠,徐香玲.植物抗盐机理的研究[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2005,21(1):65-68.
[8] 何生根,黄学林,傅家瑞. 植物的多胺氧化酶[J].植物生理学通讯,1998(3):52-55.
[9] 史庆华,朱祝军,KhalidAl-aghabary,等. 等渗盐胁迫对番茄抗氧化酶和ATP酶及焦磷酸酶活性的影响[J].植物生理与分子生物学学报,2004(3):311-316.
[10] 朱晓军,杨劲松,梁永超,等. 盐胁迫下钙对水稻幼苗光合作用及相关生理特性的影响[J].中国农业科学,2004(10):1497-1503.
[11] 汪天,郭世荣,刘俊,等. 多胺氧化酶检测方法的改进及其在低氧水培黄瓜根系中的应用[J].植物生理学通讯,2004(3):358-360.
[12] 白宝璋.植物生理学[M].北京:中国农业科技出版社,1996:257-260.
[13] 李璟,郭世荣,胡晓辉. 外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜根系多胺含量和呼吸代谢酶活性的影响[J].西北植物学报,2006(1):92-97.
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关键词 两优培九;Ⅱ优838;膜透性;叶绿素;脯氨酸;抗盐性
全世界盐碱土面积很大,约有3.8亿多公顷,中国占有0.2亿公顷,约占我国总耕地面积的10%。随着灌溉农业的发展,盐碱土面积还将不断扩大。因此,提高作物的抗盐性、选择耐盐性强的作物,对农业生产具有深远意义。

1.2测定方法
1.2.1膜透性测定。采用电导法[2]。
1.2.2叶绿素含量测定。采用分光光度法[3]。
1.2.3脯氨酸含量测定。采用水合茚三酮比色法测定法[4]。
2结果和分析
2.1盐胁迫对细胞膜的影响
由图1可知,随着NaCl浓度的提高,2个水稻品种电导率都有升高的趋势。当NaCl浓度低于0.25%时,电导率升高速率几乎完全相同;当NaCl浓度为0.25%~0.5%时,两优培九电导率增长速度略高于Ⅱ优838;当NaCl浓度超过0.5%时,Ⅱ优838的电导率迅速增长,而两优培九的电导率增长速率相对较慢。说明Ⅱ优倍九的细胞膜稳定性较好,抗盐性强。
2.2盐胁迫对叶绿素含量的影响
从图2可以看出,当NaCl浓度低于0.25%时,2个水稻品种的叶绿素含量基本相同,两优培九略低于Ⅱ优838;当NaCl浓度在0.25%~0.67%时,两优培九叶绿素含量迅速升至1个峰值,并且明显高于Ⅱ优838;当NaCl浓度在0.67%~1%时,Ⅱ优838叶绿素含量高于两优培九。这说明两优培九在NaCl浓度低于0.67%时,叶绿素含量较高,光合作用能正常进行,这对于植物维持正常生命活动非常重要,遇到盐害时,两优培九的叶绿素含量出现适应性上升的机理有待进一步研究。而Ⅱ优838的叶绿素含量呈现下降趋势。

2.3盐胁迫对脯氨酸含量的影响
从图3可看出,当NaCl浓度从0增加至1%时,两优培九的脯氨酸含量略有上升,但上升不明显,而Ⅱ优838脯氨酸含量上升幅度较大。当NaCl浓度在0~0.4%之间时,Ⅱ优838脯氨酸含量高于两优培九;当NaCl浓度在0.4%~0.69%之间时,Ⅱ优838的脯氨酸含量低于两优培九;当NaCl浓度高于0.69%时,Ⅱ优838脯氨酸含量急剧上升,而两优培九脯氨酸含量则变化不大。在NaCl浓度为1%的浓度范围内,Ⅱ优838脯氨酸含量出现2次大起大落的反应,而两优培九脯氨酸含量较稳定,略有小幅上升,这是两优培九抗盐性强的表现[1]。
3小结与讨论
(1)植物細胞膜透性随土壤盐浓度的变化而变化。膜透性的大小,反映质膜受伤害的程度,数值越大,质膜受到的伤害也越大。电导率反映膜透性的程度,其值越高,膜系统受害的程度越大[5]。本试验结果表明,在当NaCl浓度低于0.5%时,两品种电导率值没有明显差异,电导值上升幅度不大。由此可知,在该浓度范围内,两者都表现出一定的抗盐性;但当NaCl浓度超过0.5%时,Ⅱ优838电导率值迅速超过两优培九,而后者基本稳定,这说明当NaCl浓度超过0.5%时,Ⅱ优838品种的细胞膜遭受伤害的程度较大,而两优培九受伤害的程度较小。
(2)李国雷、孙明高等[6]曾报道,盐胁迫一方面使叶绿体中类囊体成分与超微结构发生变化;另一方面盐胁迫影响光能吸收和转换以及影响电子传递与碳同化,总体上导致植物光合作用下降。因此叶绿素含量也相应下降。本试验结果表明,当NaCl浓度低于0.5%时,两者叶绿素含量变化都不大;当NaCl浓度超过0.5%时,两者叶绿素含量都急剧下降,这说明当盐浓度高于0.5%时,两者光合作用都受到一定的影响,都对盐表现出一定的不适应性。值得注意的是:当NaCl浓度为0.25%~0.5%以及NaCl浓度为0.5%~1%之间时,两者的叶绿素含量不降反升,这与以前的相关报道不相符合,有待进一步研究。
(3)脯氨酸是水溶性最大的氨基酸,所以它具有较强的与水结合的能力,在植物受到干旱、盐胁迫时,它的增加有助于细胞或组织的保水[7]。环境胁迫下脯氨酸积累的作用是多方面的,不仅可缓解高浓度盐离子构成的渗透胁迫[8],而且可降低胁迫诱导的细胞酸性[9],避免细胞氨中毒[10],还可作为有机氮贮存,利于胁迫恢复后重新利用[11]。但目前对环境胁迫下脯氨酸积累的生理机制仍存在较大分歧。一些研究表明,脯氨酸作为一种主要的细胞渗透调节物质,盐胁迫下大量积累是植物对盐害逆境的一种适应,对提高植物抗盐性起着重要作用[12];但也有研究认为,盐胁迫下脯氨酸的积累量更适于作为胁迫伤害指标,超过一定范围,脯氨酸的积累量越大,胁迫伤害的程度就越强[13]。本试验结果表明,在整个浓度范围内,两优培九的脯氨酸含量一直变化不大,而Ⅱ优838脯氨酸含量在NaCl浓度低于0.75%时变化也不大;但在NaCl浓度超过0.75%时迅速上升,这是Ⅱ优838受到高盐伤害的典型性表现。
植物的抗盐性是一种综合性状的表现,不同的植物由于其耐盐方式和耐盐机理不同,其组织或细胞内的生理代谢和生化变化也不同[1]。本试验中,综合三项指标,我们可以得出在NaCl浓度低于0.5%时,两者都有一定的抗盐性;而在NaCl浓度超过0.5%时,两优培九比Ⅱ优838水稻品种具有更强的耐盐性。
4参考文献
[1] 肖雯,贾恢先,蒲陆梅. 几种盐生植物抗盐生理指标的研究[J].西北植物学报,2000,20(5):818-825.
[2] 朱广镰,钟海文,张爱琴.植物生理学实验[M].北京:北京大学出版社,1988:47-53.
[3] 吴雪霞,朱月林,朱为民,等. 外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗生长和光合作用的影响[J].西北植物学报,2006(6):123-128.
[4] 赵福庚,孙诚,刘友良,等. ABA和NaCl对碱蓬多胺和脯氨酸代谢的影响[J].植物生理与分子生物学学报,2002(2):234-238.
[5] 李国雷,孙明高,夏阳,等. NaCl胁迫下黄栌、紫荆的部分生理生化反应动态变化规律的研究[J].山东农业大学学报,2004,35(2):173-176.
[6] 曾洪学,王俊.盐害生理与植物抗盐性[J].生物学通报,2005,40(9):1-3.
[7] 张楠楠,徐香玲.植物抗盐机理的研究[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2005,21(1):65-68.
[8] 何生根,黄学林,傅家瑞. 植物的多胺氧化酶[J].植物生理学通讯,1998(3):52-55.
[9] 史庆华,朱祝军,KhalidAl-aghabary,等. 等渗盐胁迫对番茄抗氧化酶和ATP酶及焦磷酸酶活性的影响[J].植物生理与分子生物学学报,2004(3):311-316.
[10] 朱晓军,杨劲松,梁永超,等. 盐胁迫下钙对水稻幼苗光合作用及相关生理特性的影响[J].中国农业科学,2004(10):1497-1503.
[11] 汪天,郭世荣,刘俊,等. 多胺氧化酶检测方法的改进及其在低氧水培黄瓜根系中的应用[J].植物生理学通讯,2004(3):358-360.
[12] 白宝璋.植物生理学[M].北京:中国农业科技出版社,1996:257-260.
[13] 李璟,郭世荣,胡晓辉. 外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜根系多胺含量和呼吸代谢酶活性的影响[J].西北植物学报,2006(1):92-97.
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