盐胁迫对我国西北两种小麦种子萌发及幼苗生理生化特性的影响

摘要

盐渍化土壤主要分布于我国西北、华北和东北干旱和半干旱地区,高盐产生的离子毒害和氧化胁迫严重影响植物的生长和发育,造成粮食减产,是最为严重的环境问题之一.植物体为使自身免受伤害,在与盐渍环境长期的作用中进化出了一系列适应机制,包括自身结构和外部形态的改变,相关生理过程的调节等.植物响应盐胁迫的机理的研究对于盐生和非盐生植物资源的开发和利用提供了理论依据。本试验以西北地区广泛推广的春小麦品种“宁春4号”和“西旱3号”为材料,对比研究两种小麦品种的抗盐能力,并试图探明二者响应盐胁迫的生理机制。主要研究内容包括：
　　⑴与对照组相比,盐处理后宁春4号小麦的萌发率显著下降,但不影响西旱3号小麦的萌发.未处理西旱3号的茎长和根长均大于宁春4号对照.两种小麦的根长随盐处理浓度的升高而显著减少,50mmol·L-1NaCl处理使宁春4号茎生长受抑,而西旱3号茎长未受此浓度的影响。
　　⑵50mmol·L-1 NaCl处理下两种小麦叶羟自由基(Hydroxyl radicals,·OH)和过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)含量无显著变化,但150mmol·L-1盐处理下叶超氧阴离子(Superoxide anion,O2!)、·OH和H2O2显著积累.盐胁迫下两种小麦根O2!和H2O2含量较对照显著提高,而·OH含量仅在150mmol·L-1NaCl处理后明显增加.利用H2O2荧光探针检测结果表明,两种小麦根尖H2O2的荧光强度随盐处理浓度的升高而增强,其中150mmol·L-1 NaCl处理下宁春4号和西旱3号小麦根尖H2O2荧光亮度较对照最强。
　　⑶两种小麦叶超氧化物酶(Superoxide dismutase,SOD)及西旱3号叶过氧化氢酶(Catalase,CAT)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)的活性均随盐处理浓度的升高而增大.与叶不同,盐处理后宁春4号小麦根SOD活性受到抑制,但西旱3号根SOD活性及两种小麦根CAT活性均随盐处理浓度的升高而增强.50 mmol· L-1 NaCl处理引起宁春4号根抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性的降低,但当盐浓度升至150 mmol·L!1时,APX活性较对照提高约22％.两种小麦叶谷胱甘肽还原酶(Glutathione reducase,GR)活性不受盐处理的影响,而150 mmol·L!1NaCl处理下宁春4号根GR活性显著升高。
　　⑷未处理宁春4号叶丙二醛(Molondialdehyde,MDA)含量明显高于西旱3号叶对50 mmol·L!1NaCl处理仅使宁春4号叶MDA含量显著升高,而西旱3号叶MDA无显著变化.150 mmol·L!1NaCl处理引起了两种小麦根的膜脂过氧化反应,宁春4号和西旱3号根MDA含量较对照提高约87%和50%。
　　⑸50mmol·L!1 NaCl处理使宁春4号叶、根可溶性蛋白及根可溶性糖含量较对照显著增加,而150 mmol·L!1盐处理后两种小麦叶和根可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均增加.150 mmol·L!1盐处理后宁春4号叶和根谷氨酸激酶(Glutamyl kinase, GK)活性的增幅明显高于鸟氨酸转氨酶(Ornithine, OAT),且相比对照差异显著,但不影响西旱3号小麦叶GK活性.随盐处理浓度的增加,西旱3号叶OAT活性显著升高,而根OAT活性被抑制.150 mmol·L!1盐处理下西旱3号根GK活性较对照显著增强.50 mmol·L!1盐处理使两种小麦叶和根脯氨酸脱氢酶(Proline dehydrogenase,PDH)活性较对照均明显下降,高盐浓度处理仅对西旱3号叶和根PDH活性有明显的抑制作用。
　　⑹结果表明：盐胁迫明显抑制了宁春4号种子的萌发和两种小麦幼苗的生长,而西旱3号的种子萌发对50和150 mmol·L!1盐处理表现出一定的耐受性;总体上可溶性糖和脯氨酸的积累在两个品种叶中更明显;叶中O2!的含量低于根,这可能与其保持了较高的叶SOD活性有关,也可能是盐胁迫下植物体优先保护光合器官的缓解机制;150 mmol·L-1盐处理下宁春4号叶、根中脯氨酸的积累可能与GK活性的增加有关,西旱3号叶脯氨酸的积累与OAT活性的升高及PDH活性的下降有关,而西旱3号根脯氨酸的积累可能是GK活性升高及PDH活性降低的结果。

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1 前言

1.1 土壤盐渍化概述

1.2 盐胁迫对植物的影响

1.3盐胁迫下植物体的形态适应

1.4植物缓解盐胁迫的生理机制

1.5 研究目的和意义

2 材料和方法

2.1植物材料及生长条件

2.2 实验方法

2.3统计学分析

3 实验结果

3.1盐胁迫对两种小麦种子萌发和幼苗生长影响

3.2盐胁迫对两种小麦ROS含量的影响

3.3 盐胁迫对两种小麦抗氧化物酶活性的影响

3.4 盐胁迫对两种小麦MDA含量的影响

3.5 盐胁迫对两种小麦幼苗渗透性调节物的影响

3.6 盐胁迫对两种小麦幼苗脯氨酸代谢酶活性的影响

4 讨论与分析

4.1盐胁迫对两种小麦种子萌发及幼苗生长的影响

4.2 盐胁迫下两种小麦幼苗的抗氧化反应

4.3盐胁迫下两种小麦的渗透性调节

5 主要研究结论

参考文献

6 攻读硕士期间发表论文

致谢

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