利用滩涂野大豆提高栽培大豆耐盐性的生理和细胞学研究

摘要

本文以栽培大豆和滩涂野大豆杂交组合（N23674×BB52）亲本及其经逐代耐盐性筛选而获得的杂交后代4076（F5）幼苗为材料，首先用大豆的根和叶片为材料，探究大豆原生质体分离的方法、纯化方法及其影响因素；然后用140 mmol·L-1 NaC1溶液处理0、2、4、6d，从干物质积累量、叶面积、根系吸收面积、膜透性与渗透调节物质以及离子含量变化等生理方面，并采用SIET（非损伤微测技术）从细胞水平对其耐盐能力或特性进行了比较研究。主要结果如下：
　　 适宜大豆根和叶片原生质体分离的酶种类、浓度分别为CPW-13M{CPW（细胞清洗液）+13％（W/V）甘露醇}+3％纤维素酶（cellulose R-10）+1.1％果胶酶（macerozymeR-10）+1.0％半纤维素酶（hemicellulase）和0.15％CaCl2·2H2O+9％甘露醇+1％cellulaseR-10+0.20％pectolaseY-23，pH5.8，酶解温度为28℃。在根酶解时间为16 h时，原生质体产量可高达1.46×105个/g FW，活力达57.8％；叶片酶解时间为4 h时，原生质体产量可高达1.74×106个/g FW，活力达70.3％。对于根而言，从产量和活力两方面考虑，其原生质体用23％蔗糖和CPW-18M混合后的下沉法纯化效果较好，而叶片用25％蔗糖的上浮法纯化效果较好。
　　 用含140 mmol·L-1 NaCl的1/2 Hoagland溶液处理0、2、4、6d后，供试3材料发芽期和幼苗根、叶伤害程度都为N23674>4076>BB52；根系吸收面积和根系活力大小顺序为4076>BB52>N23674。随着盐胁迫时间的增加，供试3材料根、叶片和叶绿体中K+含量下降，Na+、Cl-含量和Na+/K+增加，BB52和4076体内Na+、Cl-含量增加或K+含量减少幅度小于N23674，但Na+/K+情况相反。与Na+相比，BB52和4076根系对K+的吸收和向叶片运输的选择性（SK，Na）较强。3材料的叶绿素含量、叶片净光合速率和PSⅡ最大光化学效率都逐渐下降，其中N23674降幅较大。盐胁迫下大豆叶绿体中Na+、Cl-含量和Na+/K+与叶片净光合速率呈极显著负相关，N23674尤为明显。
　　 在140mM NaCl胁迫下，与栽培大豆N23674相比，野大豆BB52种群和杂交后代4076无论在根组织还是在根和叶片原生质体中都表现出更强的对Na+和Cl-的外排能力以及对H+、K+、Ca2+相对稳定的内流能力，在原生质体中尤为明显，这与其较强的耐盐性是一致的。
　　 综上所述，通过栽培和滩涂野大豆的杂交和多代筛选，其后代4076（F5）的耐盐性得以明显提高。

目录

文摘

英文文摘

缩略语

第一章 文献综述

1 大豆的耐盐性研究

1.1 大豆各发育时期的耐盐性表现

1.2 大豆耐盐性的生理生化研究

2 大豆耐盐性的生理机制研究

2.1 Ncl(Chloride excluders)基因控制的排氯机制

2.2 盐胁迫下Na+的吸收和转运

2.3 盐胁迫下膜脂及酶的变化

2.4 大豆耐盐性的遗传规律

3 提高大豆耐盐性的可能途径

3.1 化学调控

3.2 杂交育种

4 展望

第二章 大豆幼苗根和叶片原生质的分离与纯化

1 材料和方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 大豆根和叶片原生质体分离的酶种类和浓度的筛选

2.2 酶解时间对原生质体分离的影响

2.3 渗透剂浓度对原生质体分离的影响

2.4 蔗糖浓度对原生质体纯化的影响

3 讨论

第三章 NaC1胁迫对栽培和野生大豆亲本、杂交后代幼苗生长及其相关生理指标的影响

1 材料与方法

1.1 材料培养和处理

1.2 测定指标与方法

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对不同大豆材料发芽期的影响

2.2 盐胁迫对不同大豆材料幼苗干物质积累量的影响

2.3 盐胁迫对不同大豆材料幼苗叶面积的影响

2.4 盐胁迫对不同大豆材料幼苗根系吸收面积的影响

2.5 盐胁迫对不同大豆材料表观生长和膜透性的影响

2.6 对大豆幼苗根系活力的影响

2.7 盐胁迫对大豆幼苗渗透调节物质含量的影响

3 讨论

第四章 NaC1胁迫下栽培和野大豆亲本及其后代幼苗体内离子积累与光合速率的关系

1 材料与方法

1.1 材料培养与处理

1.2 方法

2 结果

2.1 盐胁迫对大豆体内Na+、K+和CT分布的影响

2.2 盐胁迫对Na+/K+和SK.Na的影响

2.3 盐胁迫对大豆净光合速率的影响

2.4 盐胁迫下叶绿体中离子含量与净光合速率的相关性

3 讨论

第五章 NaC1胁迫下栽培和野生大豆及其杂交后代幼苗离子流的变化

1 材料方法

1.1 材料培养与处理

1.2 方法

2 结果分析

2.1 盐胁迫下大豆幼苗根中Na+和CT流的变化比较

2.2 盐胁迫下大豆根和叶原生质体中Na+、CT、H+、K+、Ca2+流的变化比较

3 讨论

全文结论

创新性

存在问题与展望

参考文献

致 谢