硅对金丝小枣盐胁迫的缓解效应及其机理

摘要

盐碱是枣树生长、枣果产量提高的重要逆境。国内外对枣树耐盐生理与调控技术的研究甚少。硅是土壤中仅次于氧的第二个最富集的元素，但土壤中的有效硅含量普遍很低，硅的作用及抗性机理正受到关注和重视。本文以1年生金丝小枣嫁接苗为试材，采用大棚盆栽试验方法，通过电子显微分析技术、能谱分析技术、高效液相色谱法等从细胞超微结构、离子微域分布、多胺形态及含量、矿质元素的吸收和分配、酶活性及其它一些生理指标研究了硅与金丝小枣耐盐性的关系，以期阐明硅对缓解盐胁迫的效应和作用机理。主要结论如下： 第一，随着Nacl浓度的提高，金丝小枣苗木高生长量、地径增长量、生物量增量总体均呈下降趋势，在盐分浓度≤0.3％时，加硅后，苗木高生长量、地径增长量、生物量增量均随施硅浓度的提高而增加，在盐分浓度为0.4％时，加硅后，苗木高生长量、地径增长量、生物量增量均有不同程度的增加，其中以施硅量0.5‰的处理增加幅度较大。 第二，在盐浓度为0.2％时，金丝小枣细胞没有发生质壁分离现象，在土壤含盐量为0.3％和0.4％浓度的盐胁迫下金丝小枣叶片超微结构发生了显著的变化，叶绿体双层膜脱落，基质片层结构破坏，淀粉粒减少，加硅则减轻了盐胁迫对金丝小枣细胞超微结构的伤害，维持了叶绿体片层结构完整，膜系统破损大为减小，叶绿体衰老与解体得以延缓，表明盐胁迫下加硅可以保护光合系统的功能免受伤害，增强了渗透调节能力。 第三，随着NaCl浓度的提高，金丝小枣根、茎、叶中Na<'+>和Cl<'->的含量及Na<'+>/K<'+>比值均大幅升高，K<'+>含量则降低，加硅后，金丝小枣根和叶中Na<'+>和Cl<'+>的含量及Na<'+>/K<'+>比值显著下降，K<'+>含量增加，表明硅维持了盐胁迫下枣树体内的离子平衡和离子稳态。 第四，盐胁迫下加硅处理后，金丝小枣根中离子的微域分布状况得到了改善，使根尖表皮、皮层、和中柱细胞内Na<'+>、Cl<'->X-射线峰显著降低，而K<'+>峰提高，使Na<'+>、Cl<'+>在整个根横断面上均匀分布，从而缓解盐分离子对金丝小枣的毒害作用。 第五，硅对盐胁迫下金丝小枣的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)酶活性也产生了显著的影响，SOD、GSH-Px酶活性随着盐浓度的增加而增加，POD酶活性在盐浓度0.25％时活性升高，在盐浓度0.4％时活性略有下降，加硅后均维持了较高的SOD、POD、GSH-Px酶活性，从而削弱了活性氧对细胞膜的伤害。 第六，盐胁迫下，金丝小枣叶游离态腐胺酸(f-put)含量下降，游离态亚精胺(f-spd)和游离态精胺(f-spm)以及高氯酸不溶性共价结合态多胺(PISCC-Pas)上升，加硅后，金丝小枣叶f-put含量上升，并促进了金丝小枣叶f-put含量向f-spd和f-spm以及高氯酸可溶性共价结合态多胺(PSCC-Pas)和PISCC-PAs转化，一方面增加了细胞的渗透调节能力，解除了f-put毒害作用，另一方面多胺以共价形式和蛋白质分子结合后，既可以调节蛋白质的生物功能，又可以稳定蛋白质的空间结构，延缓盐胁迫下蛋白质的降解反应。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

引言

第1章 文献综述

1植物耐盐性研究现状

2植物硅营养的研究进展

2.1硅在植物体内的含量、分布及形态

2.2植物对硅的吸收和运输

2.3硅在植物中的作用

3硅缓解盐胁迫的相关研究

4金丝小枣研究进展

5小结

6研究目的与意义

参考文献

第2章 硅对盐胁迫下金丝小枣生长的影响

1材料与方法

1.1供试材料与处理

1.2试验方法

2结果与分析

2.1硅对盐胁迫下金丝小枣新梢生长量的影响

2.2硅对盐胁迫下金丝小枣相对地径生长的影响

2.3硅对盐胁迫下金丝小枣冠幅的影响

2.4硅对盐胁迫下金丝小枣生物量的影响

2.5硅对盐胁迫下金丝小枣根冠比的影响

2.6生长指标与生物量增量之间的相关关系

3讨论与结论

参考文献

第3章 硅对盐胁迫下金丝小枣叶片超微结构的影响

1材料与方法

1.1供试材料与处理

1.2电镜样品制备与观察

2结果与分析

2.1不加盐情况下金丝小枣叶片的超微结构

2.2加盐情况下金丝小枣叶片的超微结构

2.3硅对盐胁迫下金丝小枣叶片超微结构的影响

3讨论与结论

参考文献

附图

第4章 硅对盐胁迫下金丝小枣树体各部位离子吸收及分配的影响

1材料与方法

1.1供试材料与处理

1.2测定方法

2结果与分析

2.1硅对盐胁迫下金丝小枣根、茎、叶中全K+浓度的影响

2.2硅对盐胁迫下金丝小枣根、茎、叶中全Ca2+浓度的影响

2.3硅对盐胁迫下金丝小枣根、茎、叶中全Na+浓度的影响

2.4硅对盐胁迫下金丝小枣根、茎、叶中全Mg2+浓度的影响

2.5硅对盐胁迫下金丝小枣根、茎、叶中全Cl-浓度的影响

2.6硅对盐胁迫下金丝小枣根、茎、叶中全Cl-和Na+总浓度的影响

2.7硅对盐胁迫下金丝小枣根、茎、叶中Na+/K+比的影响

3结论与讨论

3.1外源硅对盐胁迫下Na+、Cl-、K+及Na+/K+的作用

3.2外源硅对盐胁迫下Ca2+的作用

参考文献

第5章 硅对盐胁迫下金丝小枣根尖离子微域分布的影响

1材料与方法

1.1供试材料与处理

1.2分析方法

2结果与分析

2.1金丝小枣根系中离子的微域分布

2.2盐胁迫对金丝小枣根系中离子的微域分布影响

2.3硅对金丝小枣盐胁迫的缓解作用

2.4硅对盐胁迫下金丝小枣根尖离子微区分布比率的影响

3讨论

参考文献

第6章 硅对盐胁迫下金丝小枣叶中三种抗氧化酶的影响

1材料与方法

1.1供试材料与处理

1.2测定方法

2结果与分析

2.1硅对盐胁迫下金丝小枣叶SOD活性的影响

2.2硅对盐胁迫下金丝小枣叶POD活性的影响

2.3硅对盐胁迫下金丝小枣叶GSH-Px的活性的影响

3讨论

参考文献

第7章 硅对盐胁迫下金丝小枣叶片不同种类、形态多胺含量的影响

1材料与方法

1.1供试材料与处理

1.2测定方法

1.3多胺标准品和典型样品的高效液相色谱图

2结果与分析

2.1盐胁迫对金丝小枣叶不同形态多胺含量动态变化的影响

2.2硅对盐胁迫下金丝小枣叶游离态多胺含量的影响

2.3硅对盐胁迫下金丝小枣叶高氯酸可溶性共价结合态多胺含量的影响

2.4硅对盐胁迫下金丝小枣叶高氯酸不溶性共价结合态多胺含量的影响

2.5硅对盐胁迫下金丝小枣叶游离态多胺含量动态变化的影响

2.6硅对盐胁迫下金丝小枣叶高氯酸可溶性共价结合态多胺含量动态变化的影响

2.7硅对盐胁迫下金丝小枣叶高氯酸不溶性共价结合态多胺含量动态变化的影响

3讨论

3.1硅对盐胁迫下金丝小枣叶游离态多胺的关系

3.2硅对盐胁迫下金丝小枣叶片高氯酸可溶性共价结合态多胺的关系

3.3硅对盐胁迫下金丝小枣叶片高氯酸不溶性共价结合态多胺(PISCC-PAs)的关系

参考文献

第8章 讨论与结论

1讨论

1.1硅对盐胁迫下金丝小枣叶片细胞超微结构的影响

1.2硅对盐胁迫下金丝小枣的渗透调节的影响

1.3硅对盐胁迫下金丝小枣抗氧化酶的影响

1.4硅对盐胁迫下金丝小枣根系离子微域分布的影响

2结论

2.1硅对盐胁迫下金丝小枣生长量的影响

2.2硅对盐胁迫下金丝小枣叶片超微结构的影响

2.3硅对盐胁迫下金丝小枣矿质元素的影响

2.4金丝小枣根系中离子的微域分布

2.5硅对盐胁迫下金丝小枣抗氧化酶的影响

2.6硅对盐胁迫下金丝小枣叶多胺含量的影响

3特色、创新与不足之处

参考文献