棉花种质资源耐盐性鉴定及耐盐机制初探

摘要

为了解决粮棉争地矛盾，棉花向盐碱干旱区域发展是大势所趋。长期以来，抗虫及抗病研究一直是我国棉花科学研究的重中之重，而棉花耐盐碱相关研究进展缓慢。此外，现有品种总体耐盐性水平较低也是我国盐碱地植棉发展缓慢的又一重要原因，调整我国棉花产业布局，扩大盐碱地植棉，首先要解决棉花耐盐机制、耐盐品种的评价与选育。本研究在环境条件可控的培养室，利用发芽盒和石英砂对720份来源不同的棉花种质资源的耐盐性进行评价，以明确我国棉花种质资源群体的耐盐性水平，筛选耐盐性好的种质资源;以筛选出的稳定的耐盐品种苏无77-702和盐敏感品种陕424为试验材料，研究其在盐胁迫条件下叶片相对含水量(RWC)、 H2O2含量、MDA含量、POD含量、及SOD含量的不同，为进一步解析棉花耐盐机理提供有力依据。主要研究结果如下:
　　(1)研究并确定了棉花苗期耐盐性鉴定的最适盐浓度为0.3％，利用石英砂和发芽盒研究了棉花萌发出苗期的耐盐性鉴定方法，且本方法简单、准确、可重复性强。
　　(2)720份棉花种质资源材料中，只有一份高抗材料，为李台8号;抗盐材料有18份，占鉴定材料的2.5％;耐盐材料有146份，占20.3％;盐敏感材料555份，所占比例为77.1％。表明供试棉花种质资源群体耐盐性差异较大，总体耐盐水平较低。720份种质资源材料中，国内材料耐盐性好于国外材料，国内材料中河南省、陕西省和湖北省的材料耐盐性明显好于其他省份。
　　(3)720份种质材料中包含179份低酚棉材料和113份转Bt基因抗虫棉材料，其中，抗盐和耐盐低酚棉材料共58份，转Bt基因抗虫棉耐盐材料有11份，对今后的低酚棉和转Bt基因抗虫棉耐盐育种和基础研究有重要的参考价值。
　　(4)盐胁迫下0.3～8h，耐盐材料叶片相对含水量极显著高于盐敏感材料。表明耐盐材料相对于盐敏感材料可以有效缓解盐胁迫造成的细胞脱水;盐胁迫下，耐盐材料过氧化氢含量极显著低于盐敏感材料，表明耐盐材料相对于盐敏感材料可以有效清除盐胁迫造成的过氧化氢（活性氧类）积累;盐胁迫下，耐盐材料丙二醛含量变化幅度较小，且呈降低的趋势，而盐敏感材料变化幅度相对较大，表明耐盐材料相对于盐敏感材料可以有效降低盐胁迫造成的膜结构的损伤;盐胁迫下0.3～3h，耐盐材料过氧化物酶活性极显著高于盐敏感材料，8h后耐盐材料极显著低于盐敏感材料。表明耐盐材料在盐胁迫起始阶段通过增加过氧化物酶活性来消除由于盐胁迫而产生的活性氧，而盐敏感材料起作用时间相对较晚;盐胁迫下耐盐材料苏无77-702和盐敏感材料陕424的超氧化物歧化酶活性与水处理相比变化不是很明显。
　　根据以上研究结果，本研究获得如下主要结论:0.3％的盐浓度为棉花苗期砂培法耐盐性鉴定最适浓度。720份棉花种质资源中有165份不同类型种质资源达到抗盐和耐盐水平，总体耐盐性较低。耐盐材料叶片相对含水量、过氧化物酶活性显著高于盐敏感材料，丙二醛含量变化幅度、过氧化氢含量低于盐敏感材料。鉴定出李台8号达到高抗盐水平。此外，抗盐材料鉴定出18份。这些材料可以作为棉花耐盐育种资源。

目录

声明

摘要

本文所用缩略词及中文对照

1 引言

1．1 棉花种质资源

1．2 棉花的耐盐性鉴定

1．3 棉花耐盐机理研究

1．3．1 盐害对细胞膜透性的影响及抗氧化作用

1．3．2 盐害对细胞渗透调节物质的影响

1．3．3 盐离子区域化分布

1．3．4 盐害对植物光合作用和呼吸作用的影响

1．3．5 盐害改变植物自身代谢途径

1．3．6 植物的解毒作用

1．4 盐胁迫信号的传导途径

1．4．1 渗透胁迫信号传导途径

1．4．2 SOS信号传导途径

1．5 棉花耐盐基因差异表达研究

1．6 本研究的目的及意义

2 材料和方法

2．1 试验材料

2．1．1 供试材料

2．1．2 试验试剂

2．2 试验方法

2．2．1 棉苗培育

2．2．2 盐浓度梯度试验

2．2．3 不同种质资源的耐盐性鉴定

2．2．4 耐盐性鉴定的指标和标准

2．2．5 所筛选材料的耐盐性鉴定的稳定性

2．2．6 试验所用材料的筛选和试验样品获得

2．2．7 耐盐性相关的生理生化指标的测定

3 结果与分析

3．1 棉花耐盐性鉴定的适宜盐浓度

3．2 供试棉花种质资源耐盐性鉴定结果

3．2．1 供试棉花种质资源耐盐性总体表现

3．2．2 不同来源棉花种质资源耐盐性比较

3．2．3 低酚棉种质资源耐盐性表现

3．2．4 转Bt基因抗虫棉种质资源耐盐性表现

3．3 盐敏感材料和耐盐材料盐胁迫下生理生化指标测定结果

3．3．1 生理、生化指标测定材料的筛选

3．3．2 盐敏感材料和耐盐材料盐胁迫下的表现

3．3．3 盐敏感材料和耐盐材料盐胁迫下叶片相对含水量(RWC)差异

3．3．4 盐敏感材料和耐盐材料盐胁迫下过氧化氢(H2O2)含量差异

3．3．5 盐敏感材料和耐盐材料盐胁迫下丙二醛(MDA)含量差异

3．3．6 盐敏感材料和耐盐材料盐胁迫下过氧化物酶(POD)活性差异

3．3．7 盐敏感材料和耐盐材料盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)含量差异

4 讨论

4．1 棉花耐盐种质资源的鉴定

4．2 棉花耐盐性鉴定的适宜浓度和鉴定方法

4．3 棉花耐盐性鉴定的实践意义

4．4 关于植物的耐盐机制研究

5 结论

参考文献

附录

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作者简历

致谢