鹽脅迫對小型西瓜生長、生理代謝的影響及外源鈣和腐胺的緩解效應研究.pdf

1、土壤鹽漬化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅是一個全球性的熱點問題，是影響作物生長和產(chǎn)量的主要限制因素之一。國內(nèi)外設(shè)施栽培中普遍存在土壤的次生鹽漬化問題，嚴重影響著設(shè)施作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，是當前設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中急需解決的難題，鈣不僅是植物必需的礦質(zhì)營養(yǎng)元素之一，而且作為細胞內(nèi)生理生化反應的第二信使偶聯(lián)胞外信號，在逆境脅迫下能通過提高胞質(zhì)游離Ca2+濃度，并通過Ca2+與CaM結(jié)合啟動一系列生理生化過程，在植物對逆境脅迫的響應過程中發(fā)揮著重要作用.多胺是生物體

2、代謝過程中產(chǎn)生的一類具有生物活性的低分子量脂肪族含氮堿，在調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育、控制形態(tài)建成、提高植物抗逆性、延緩衰老等方面具有重要的作用。 本文通過聚類分析對國內(nèi)設(shè)施栽培中常用的小型西瓜(Citrullus lanatus M.)品種進行了耐鹽性鑒定和分類，并選用耐鹽性較強的品種‘秀雅’和耐鹽性較弱的品種‘秀麗’為材料，研究了營養(yǎng)液栽培中NaCl脅迫對小型西瓜的植株生長、光合作用、離子的吸收和分布及活性氧代謝的影響，分析了外源硫酸

3、鈣(CaSO4)和腐胺(Put)對鹽脅迫下小型西瓜生長抑制的緩解效應，探討了外源Ca和Put在小型西瓜耐鹽性中的生理調(diào)節(jié)功能，分析了采用外源物質(zhì)提高小型西瓜耐鹽性的可行性。主要研究結(jié)果如下： 1.除根長外，100 mmol.L-1 NaCl脅迫使所有品種小型西瓜幼苗的形態(tài)指標和生物量顯著降低；葉片質(zhì)膜相對透性、MDA含量、Pro和Ch1含量顯著增加，根系活力的變化不同品種表現(xiàn)不同。以干質(zhì)量相對值和與其呈顯著相關(guān)性的各生長和生理指

4、標為變量，聚類分析將供試西瓜品種分為耐鹽性較強、較耐性中等和耐鹽性較弱的三類。 2.50 mmol/L以下濃度NaCl處理對‘秀雅’幼苗的生長沒有顯著影響，75 mmol/L以上濃度NaCl脅迫顯著抑制了其幼苗的生長，‘秀麗’幼苗生長則隨NaCl濃度提高而顯著降低；在75 mmol/L以上濃度NaCl脅迫下，隨NaCl濃度提高和脅迫時間的延長，西瓜幼苗鹽害指數(shù)顯著增大、存活株率顯著降低.與‘秀麗’品種相比，‘秀雅’幼苗在鹽脅迫下

5、生長降低幅度較小、存活株率較高，對鹽脅迫的適應性較強. 3.隨NaCl濃度提高，小型西瓜葉片中光合色素含量先升高后降低，在75 mmol/LNaCl脅迫下達到最大值；Pn、Gs和Tr均隨NaCl濃度提高而顯著降低；Ci在低濃度NaCl處理下降低，75 mmol/L以上濃度脅迫下升高；Ls在較低濃度NaCl處理下增加，100 mmol/L以上濃度下趨于穩(wěn)定；WUE在較低濃度NaCl處理下增加，100mmol/L以上濃度下降低。低濃

6、度NaCl處理下小型西瓜葉片Pn下降的主要原因是氣孔限制，高鹽脅迫下則轉(zhuǎn)變?yōu)榉菤饪滓蛩叵拗?。鹽脅迫對‘秀雅’光合作用的抑制程度明顯低于‘秀麗’，是其在鹽脅迫下生長較好的主要原因之一。 4.隨NaCl脅迫增強，小型西瓜幼苗體內(nèi)Na+和Cl-含量顯著升高，K+、Ca2+和Mg2+含量及K+/Na+和Ca2+/Na+比值顯著降低；各種離子在器官間呈明顯的區(qū)域化分布，Cl-主要積累在莖中，Na+主要積累于莖和根中；莖和根中K+含量下降幅

7、度較大，葉中下降幅度較小；Ca2+和Mg2+主要存在于莖和葉中，均在葉中下降幅度較?。浑SNaCl濃度提高，根向莖選擇性運輸K+和Ca2+的能力降低，而莖向葉選擇性運輸?shù)哪芰μ岣?，有利于減輕NaCl脅迫對葉片的傷害.與‘秀麗’品種相比，‘秀雅，葉中K+、Ca2+含量下降幅度較小，Na+積累量較低，K+/Na+和Ca2+/Na+比值均較高，離子在器官間區(qū)域化分布能力較強也是其耐鹽性較強的重要原因之一。 5.隨NaCl濃度處理提高，小

8、型西瓜葉片中O2-產(chǎn)生速率、MDA含量和質(zhì)膜相對透性顯著增加，CAT和APX活性顯著提高，POD活性在低濃度NaCl處理下降低而高濃度下提高，SOD活性的變化兩品種有所不同；Pro、可溶性糖和AsA含量顯著增加，可溶性蛋白含量在較低濃度NaCl處理下增加而高濃度下降低。高鹽脅迫下，‘秀雅’葉片中抗氧化酶活性和滲調(diào)物質(zhì)含量均明顯高于‘秀麗’，O2-產(chǎn)生速率、MDA含量和質(zhì)膜相對透性則明顯低于“秀麗”.鹽脅迫下，‘秀雅’品種生長受抑制程度和

9、脂質(zhì)過氧化程度較低，與其較高的抗氧化酶活性和滲調(diào)物質(zhì)含量密切相關(guān). 6.外源CaSO4和Put對鹽脅迫下小型西瓜幼苗的生長和生理代謝具有明顯影響，并呈現(xiàn)出明顯的濃度效應。其中營養(yǎng)液中6 mmol/L Ca2+和1.0 mmol/L Put處理對幼苗的生長有顯著的促進作用，使葉片質(zhì)膜相對透性、MDA含量顯著降低，可溶性蛋白和AsA含量顯著增加，是緩解NaCl脅迫對小型西瓜植株傷害的適宜濃度。 7.外源Ca、Put或Ca+P

10、ut復配處理均可明顯改善鹽脅迫下小型西瓜幼苗的生長，調(diào)節(jié)各種生理代謝。使葉片光合色素含量增加，Pn、Gs、Ci和Tr提高，Ls降低，對WUE沒有影響；使幼苗體內(nèi)Na+和Cl-積累量顯著降低，K+和Ca2+含量及K+/Na+和Ca2+/Na+比值顯著提高；使葉片中O2-產(chǎn)生速率、MDA含量顯著降低，SOD、POD、CAT和APX活性顯著提高；使NO3’-N和可溶性蛋白含量及NR、GS和GDH活性顯著提高，NH4+-N含量顯著降低；使游離態(tài)