外源NO与SA对冬小麦盐胁迫的缓解效应及其机理研究

摘要

小麦是滨海盐碱土壤上重要的栽培作物之一。种子萌发期与幼苗期是小麦一生中的重要生育阶段，对盐胁迫反应较为敏感，促进盐胁迫下小麦种子萌发和幼苗建成，提高小麦耐盐能力，对于促进滨海盐土区小麦的生产、保障国家的粮食安全均具有重要意义。本文以小麦（Triticum aestivum L.）为试验材料，外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）和水杨酸（SA）作为调控物质，采用液培试验和盆栽试验两种研究方法，研究了外源NO与SA对 120 mM NaCl 胁迫下冬小麦生长、生理特性和产量的影响，为阐明外源NO和SA提高小麦耐盐性机制提供一定的理论依据，同时对促进滨海盐土区小麦生产也具有重要的实践应用价值。结果如下： 1. 液培条件下，山农22受120 mM NaCl 胁迫的影响程度小于济麦22，表现出较好的耐盐性。添加0.1 mM SNP能够提高盐胁迫下两个品种小麦幼苗叶绿素含量和抗氧化酶活性，从而促进光合作用和提高抗逆性；能降低盐胁迫诱导的膜质过氧化，增加小麦体内脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白及抗坏血酸的含量，从而促进渗透调节作用；并且有利于小麦植株维持较高的K/Na值，缓解过量Na造成的离子毒害。其中SNP对济麦22盐胁迫的缓解效果较山农22更为显著。 2. 不同浓度的 SA对小麦幼苗盐胁迫的缓解效应不同。较低浓度和较高浓度的 SA对小麦盐胁迫的缓解效果不明显。然而200μM SA可以显著提高小麦叶绿素含量、根系活力和根系质膜 H+-ATP 酶活性，促进小麦对矿质元素的吸收和对 Na 的选择性吸收，维持正常的K+/Na+比，从而促进幼苗生长；能通过显著提高抗氧化酶活性来降低ROS的积累；能通过增加脯氨酸和可溶性蛋白等渗透调节物质含量来缓解膜质过氧化伤害。可见200μM SA可以显著缓解盐胁迫对小麦幼苗造成的伤害。 3. 与单独添加SNP或SA相比，SA+SNP复合处理对缓解小麦幼苗盐胁迫的效果更好，且 1/2（SA+SNP）的效果最显著。二者复合作用可以显著降低盐胁迫诱导的 ROS积累、MD A 含量以及电解质渗漏；提高小麦叶绿素含量、抗氧化酶活性、脯氨酸和可溶性蛋白含量，从而提高其抗逆性；通过提高根系活力来促进对矿质元素的吸收和向地上部运输，从而提高小麦幼苗的干物质积累。由此说明NO与 SA在缓解小麦幼苗盐胁迫中表现出积极的协同作用。 4. 盆栽试验条件下，将SNP制成缓释颗粒施入土壤比用SNP处理小麦种子和直接将普通 SNP 施入土壤更能有效缓解盐胁迫对小麦幼苗生长和生理特性的影响。但这三种方式既能在一定程度上通过促进幼苗生长、提高抗氧化酶活性、调节离子平衡等途径来提高小麦幼苗的抗盐性，又能通过调节根系对营养元素的吸收来促进小麦幼苗的生长。由此进一步验证了外源NO能够提高小麦的耐盐性。 5. 盆栽试验条件下，SNP和SA均可以缓解盐胁迫对小麦生长和产量的影响，并且不同添加方式间的缓解效应存在一定的差异，以缓释SNP和缓释SA的效果更好。缓释SNP和缓释SA可以在较长时间内释放SNP和SA的作用，显著提高了小麦叶片叶绿素含量、各叶位（旗叶、倒二叶、倒三叶）抗氧化酶活性以及脯氨酸和可溶性蛋白含量；降低了O2·- 产生速率、H2O2和MDA含量；抑制了Na的吸收，促进了N、P、K、Ca和Mg的吸收和向地上部运输，最终提高盐碱土上冬小麦的产量。

目录

声明

符 号 说 明

1 引言

1.1 土壤盐碱化的现状及形成原因

1.2 盐胁迫对植物生长和生理特性的影响

1.3 植物抗盐性的机理

1.4 一氧化氮（NO）与植物

1.5 水杨酸（SA）与植物

1.6 本研究的目的与意义

2 材料与方法

2.1外源NO对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

2.2不同浓度的外源SA对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

2.3外源NO与SA复合调控对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

2.4不同添加方式的外源NO对冬小麦抗盐性的影响及其机理研究

2.5缓释SNP与缓释SA对冬小麦抗盐性的影响及其机理研究

2.6测定项目与方法

2.7数据处理

3 结果与分析

3.1外源NO对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

3.2不同浓度的外源SA对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

3.3外源NO与SA复合调控对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

3.4不同添加方式的外源NO对冬小麦抗盐性的影响及其机理研究

3.5缓释SNP与缓释SA对冬小麦抗盐性的影响及其机理研究

4 讨论

4.1外源NO对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

4.2不同浓度的外源SA对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

4.3外源NO与SA复合调控对盐胁迫下冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

4.4不同添加方式的外源NO对冬小麦抗盐性的影响及其机理研究

4.5缓释SNP与缓释SA对冬小麦抗盐性的影响及其机理研究

5 结论

参考文献

致谢

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