盐胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿生长、光合生理及阳离子分配与运输的影响

摘要

为研究扁蓿豆(melilotodes ruthenica)和紫花苜蓿(Medicago sativa)两种豆科牧草在NaCl胁迫下的耐盐机理，于2012年5月-7月和2013年5月-7月在南京农业大学牌楼教学科研基地大棚内，选取扁蓿豆品种‘土默特’和紫花苜蓿品种‘赛迪7’为试验材料，采用盆栽法研究不同浓度NaCl(0、50、100、150、200、250、300mmo·L-1)对扁蓿豆和紫花苜蓿生长特性、抗性生理机制、光合特性，以及植株不同器官中阳离子分配与运输的影响。研究的主要结果如下:
　　1.相同胁迫天数下，随盐浓度的升高扁蓿豆和紫花苜蓿的株高、叶面积、茎粗均呈降低趋势，根冠比呈增大趋势。扁蓿豆盐胁迫第14，21和28 d，150～300mmol·L-1浓度下株高显著低于对照(P＜0.05)，300 mmol·L-1浓度下，叶面积、茎粗均显著低于对照(P＜0.05），根冠比显著大于对照及其他各浓度处理(P＜0.05)。紫花苜蓿盐胁迫第14和21 d，250～300mmol·L-1浓度下株高显著低于对照(P＜0.05)，300 mmol·L-1浓度下，茎粗均显著低于对照(P＜0.05)，第21 d和28 d，各浓度处理根冠比均显著大于对照(P＜0.05)。同一胁迫时间，紫花苜蓿单株根干重随盐浓度的增加而增加，而扁蓿豆呈下降趋势。扁蓿豆盐胁迫第7d、14d、21d和28 d，300mmol·L-1浓度下单株根干重显著低于对照(P＜0.05）。而紫花苜蓿盐胁迫第21d和28d，50～300 mmol·L-1浓度下单株根干重显著高于对照(P＜0.05）。盐胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿的地上部干重影响趋势一致，均随盐浓度的增加而呈降低趋势。胁迫7d、14d、21d和28 d，扁蓿豆和紫花苜蓿在300 mmol·L-1浓度下，单株茎干重均显著低于对照(P＜0.05），250～300mmol·L-1浓度下，单株叶干重显著低于对照(P＜0.05)。即盐胁迫下，扁蓿豆和紫花苜蓿各生长部位对盐敏感性不同。
　　2.扁蓿豆和紫花苜蓿叶片相对水分含量、相对电导率、MDA、SOD、POD和CAT在不同胁迫时期，不同盐浓度下有差异。扁蓿豆胁迫第14d，250～300 mmol·L-1浓度下、第21d，200～300mmol·L-1浓度下、第28 d，150～300mmol·L-1浓度下均表现为叶片相对水分含量显著低于对照和其他浓度处理(P＜0.05);第14d，200～300mmol·L-1浓度下、第21 d和28 d，100～300mmol·L-1浓度下MDA含量显著高于对照(P＜0.05）;第14d，150～300 mmol·L-1浓度下、第21d和28 d，300 mmol·L-1浓度下，SOD活性显著高于对照(P＜0.05);第7d，300 mmol·L-1浓度下，CAT活性显著高于对照，而随胁迫时间的延长，第21 d，300 mmol·L-1和28 d，200～300mmol·L-1浓度下，CAT活性显著低于对照(P＜0.05）。紫花苜蓿盐胁迫第14d、21 d和28 d在200～300 mmol·L-1浓度下叶片相对水分含量均显著低于对照(P＜0.05）;第14和21d，150～300 mmol·L-1浓度、第28 d，各浓度处理MDA含量均显著高于对照（P＜0.05）;第14d和28 d，各浓度处理POD活性均显著高于对照;第21d和28 d，CAT活性随盐浓度的增加而降低。可见，盐胁迫对扁蓿豆幼苗的抑制程度与盐浓度、胁迫时间呈正相关。
　　3.不同的盐浓度和胁迫时间，扁蓿豆3个观测期光合参数变化不尽相同。第14d，Pn、Tr、Gs和Ci随盐浓度的升高呈先上升后降低的趋势。50～100 mmol·L-1浓度下，Pn、Tr和Gs显著大于对照，但300 mmol·L-1浓度下Pn和Tr显著低于对照及其它处理(P＜0.05)。紫花苜蓿Pn、Tr和Gs随盐浓度的升高呈先上升后降低的趋势。200～300 mmol·L-1浓度下Pn显著低于对照，150 mmol·L-1浓度下Gs显著大于对照，而300 mmol·L-1浓度下Gs显著小于对照，Ci随盐浓度的提高而显著低于对照。扁蓿豆Ls和WUE在胁迫14d和28 d，变化规律一致，随盐浓度的升高呈上升趋势，紫花苜蓿Ls变化规律与扁蓿豆一致。
　　4.随盐浓度的升高扁蓿豆可溶性蛋白含量、可溶性糖含量均呈降低趋势，脯氨酸含量呈增大趋势。胁迫第7d和14d，300 mmol·L-1浓度下可溶性蛋白含量显著低于对照(P＜0.05);第7，14和21 d，50～100 mmol·L-1浓度下，可溶性糖含量明显高于对照，但第28 d，250～300 mmol·L-1浓度下显著低于对照(P＜0.05)。第7d，150～300mmol·L-1浓度下、第14 d，200～300 mmol·L-1浓度下、第21 d，250～300mmol· L-1浓度下脯氨酸含量均显著高于对照及其它处理(P＜0.05)。紫花苜蓿可溶性蛋白随盐浓度的增加呈先增加后降低的趋势，可溶性糖呈降低的趋势，脯氨酸呈增加趋势。第7d和28 d，50～100 mmol·L-1浓度下，可溶性蛋白含量显著高于对照;第28 d，150和250 mmol·L-1浓度下，可溶性糖含量显著低于对照;第7d，150～300mmol·L-1浓度下，第21 d，200～300mmol·L-1浓度下，第28 d，300 mmol·L-1浓度下，其脯氨酸含量均显著高于对照。可见，扁蓿豆和紫花苜蓿中的渗透调节物质调节方式不同，扁蓿豆和紫花苜蓿幼苗的抑制程度与盐浓度、胁迫时间成正相关。
　　5.相同胁迫天数下，随盐浓度的增加，K+含量在扁蓿豆和紫花苜蓿根中均呈降低的趋势，而在茎和叶中的趋势不同。扁蓿豆茎中K+含量在盐胁迫早期呈增加的趋势，而后期呈降低趋势，紫花苜蓿茎中K+含量在四个观测期均呈降低趋势。第7d和14d，150mmol·L-1浓度下，第21d，各浓度下，第28 d，200～300 mmol·L-1浓度下，扁蓿豆根中K+含量均显著低于对照;第7d，14d，21d和28 d，150～300mmol·L-1浓度下，紫花苜蓿根中K+含量均显著低于对照。随胁迫天数和盐浓度的增加，紫花苜蓿叶中K+含量小于扁蓿豆。相同胁迫天数下，Na+含量在扁蓿豆和紫花苜蓿根、茎、叶中，随盐浓度的增加而增加，但增加幅度不同。扁蓿豆根、茎、叶中Na+含量在四个观测期，100～300mmol·L-1浓度下均显著高于对照;而紫花苜蓿的根和叶中Na+含量在100～300 mmol·L-1浓度下均显著高于对照，茎中Na+含量在胁迫第7d，200～300mmol·L-1浓度下，第14d和21 d，150～300 mmol·L-1浓度下，第28 d，100～300 mmol·L-1浓度下均显著高于对照。可见，随胁迫时间的增加，紫花苜蓿根中Na+逐渐向茎中运输。

目录

声明

摘要

缩略语

引言

第一章 文献综述

1 盐胁迫对植物的影响

1．1 盐胁迫对种子萌发的影响

1．2 盐胁迫对幼苗生长特性的影响

1．3 盐胁迫对幼苗生理生化特性的影响

2 植物的耐盐机制

2．1 渗透调节

2．2 离子区域化和选择性吸收

3 扁蓿豆与紫花苜蓿耐盐性研究背景

3．1 扁蓿豆和紫花苜蓓概况

3．2 扁蓿豆和紫花苜蓿抗盐性研究

4 研究目的

第二章 不同浓度NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿生长和耐盐生理的影响

1 材料与方法

1．1 试验地概况

1．2 试验材料

1．3 试验设计与方法

1．4 测定项目及方法

1．5 数据处理与统计分析

2 结果与分析

2．1 NaCl胁迫对扁蓿豆生长特性及地上与地下部生物量的影响

2．2 NaCl胁迫对紫花苜蓿生长特性及地上与地下部生物量的影响

2．3 NaCl胁迫对扁蓿豆细胞膜透性及抗氧化酶活性的影响

2．4 NaCl胁迫对紫花苜蓿细胞膜透性及抗氧化酶系统的影响

3 讨论

3．1 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿生长性状及地上与地下部生物量的影响

3．2 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿细胞膜透性及抗氧化酶活性的影响

4 结论

第三章 不同浓度NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿光合生理特性的影响

1 材料与方法

1．1 试验地点

1．2 供试材料

1．3 实验设计与方法

1．4 测定指标和方法

1．5 数据处理与统计分析

2 结果与分析

2．1 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿叶绿素含量的影响

2．2 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿光合速率(Pn)的影响

2．3 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿蒸腾速率(Tr)的影响

2．4 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿气子L导度(Gs)的影响

2．5 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿胞间CO2浓度(Ci)的影响

2．6 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿气孔限制值(Ls)的影响

2．7 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿水分利用效率(WUE)的影响

3 讨论

3．1 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿叶绿素含量的影响

3．2 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿光合特性的影响

4 结论

第四章 不同浓度NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿有机渗透调节物质及阳离子分配与运输的影响

1 材料与方法

1．1 试验地点

1．2 供试材料

1．3 实验设计与方法

1．4 测定指标和方法

1．5 数据处理与统计分析

2 结果与分析

2．1 NaCl胁迫对扁蓿豆可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸的影响

2．2 NaCl胁迫对紫花苜蓿可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸的影响

2．3 NaCl胁迫对扁蓿豆不同器官中K+、Na+含量的影响

2．4 NaCl胁迫对紫花苜蓿不同器官中K+、Na+含量的影响

2．5 NaCl胁迫对扁蓿豆根系与茎和茎与叶片的运输选择系数影响

2．6 NaCl胁迫对紫花苜蓿根系与茎和茎与叶片的运输选择系数影响

3 讨论

3．1 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿有机渗透调节物质含量的影响

3．2 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿根、茎、叶中K+、Na+含量的影响

3．3 NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿选择性运输系数SK+/Na+的影响

4 结论

第五章 全文讨论与结论

1 综合讨论

1．1 不同浓度NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿生长特征及耐盐生理的影响

1．2 不同浓度NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿光合生理特性的影响

1．3 不同浓度NaCl胁迫对扁蓿豆和紫花苜蓿有机渗透调节物质及阳离子运输的影响

2 全文结论

参考文献

攻读学位期间发表论文情况

致谢