白菜幼苗对氯的响应及氯害缓解机理的研究

摘要

以白菜为试验材料，研究了温室栽培条件下不同浓度Cl(0.1mol·L<'-1>，0.15mol·L<'-1>，0.2mol·L<'-1>)对盆栽白菜幼苗的胁迫效应及外源硝酸钙、磷酸二氢钾、硅酸钠、赤霉素以及硼砂对氯胁迫白菜幼苗生长及生理特性的影响，探讨其氯害缓解机理，主要研究结果如下： 低氯(0.1mol·L<'-1>Cl处理)条件下白菜植株生物量和叶片叶绿素含量与对照处理的差异不显著，中氯(0.15mol·L<'-1>)、高氯(0.2mol·L<'-1>)处理下植株生物量和叶绿素含量显著下降。随着氯浓度的升高，净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)逐渐降低，而胞间二氧化碳浓度(Ci)反而上升了，表明正是非气孔限制性因素导致了光合作用的降低。植物体内过量的氯会对细胞膜造成伤害，电解质渗漏率增大，膜脂过氧化作用加剧，导致保护酶系活性下降及MDA含量升高。高氯胁迫显著降低了根系活力，从而抑制了对N、P、K养分的吸收。Cl的吸收受蒸腾作用的影响，地上部叶片的氯含量和累积量都显著高于地下部的根系。随着氯浓度升高，叶片光合作用降低，可溶性糖含量下降，植株生长受到抑制。高氯处理植株失水严重，叶片含水量下降，而叶片的游离脯氨酸含量变化不明显，可能是高氯胁迫导致植株丧失渗透调节能力所致。 外源硝酸钙、磷酸二氢钾、硅酸钠、赤霉素以及硼砂都能够不同程度提高白菜幼苗的耐氯性。施入硝酸钙后，氯对白菜幼苗的胁迫不同程度的降低，低浓度处理效果不明显，以30mol·L<'-1>浓度效果最好，使白菜的生物量、叶绿素含量、根系活力、SOD和POD活性显著增加，MDA含量和外渗电导率显著下降，说明适量的Ca<'2+>有效缓解了氯胁迫所造成的氧化损伤，抑制了膜脂过氧化作用，NO<,3><'->抑制Cl<'->的吸收和向上运输，降低了Cl的胁迫效应，生物量显著增加。 外源磷酸二氢钾提高氯胁迫下抗氧化酶(SOD和POD)的活性，降低膜脂过氧化和膜透性。这是由于磷能直接诱导白菜体内保护酶活性的提高所致。增加磷素营养抑制Cl的吸收和转运，提高组织细胞膜的稳定性，增强其对氯胁迫的抵抗能力：另一专而生长量增加的生物稀释效应也相对降低了白菜体内Cl<'->浓度，因而3浓度(20-60mmol·L<'-1>)都表现出较好的氯胁迫缓解效果。 施入硅(2.5-10mmol·L<'-1>)后，叶片外渗电导率和MDA含量显著降低，保护酶SOD和POD活性显著升高，以5 mmol·L<'-1>缓解作用较好，说明适量Si能有效降低膜脂过氧化和膜透性，从而增强细胞膜对氯胁迫的抵抗能力，提高了白菜的耐氯性。 叶面喷施GA(10-30mg·L<'-1>)以30mg·L<'-1>处理效果最明显，促进了植株的生长，叶片SOD活性升高，但根系活力变化不大。GA可促进植株生长，降低体内Cl<'->含量从而减轻氯毒害；外喷硼(1000 mg·L<'-1>-3000 mg·L<'-1>)以2000 mg·L<'-1>处理效果最好，叶片外渗电导率显著降低，叶绿素含量、根系活力、SOD活性上升，但是POD变化不显著。B对氯毒害的缓解作用可能与促进N、P和K养分的吸收有关。因为B在细胞膜上可形成顺二元醇复合物，对细胞膜的稳定性起着保护作用，而且硼在形成和维持跨膜电势中起着积极作用。 在单一外源氯胁迫缓解物质研究的基础上筛选出的复合缓解剂处理2(硝酸钙+磷酸二氢钾[根施]+赤霉素[叶面喷施])，处理3(硝酸钙+磷酸二氢钾[根施]+硼砂[叶面喷施])显著提高了氯胁迫下白菜植株的生物量、叶绿素含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量以及N、P、K养分累积量均显著升高，而叶片内Cl<'->浓度则相对降低。表明复合缓解剂是通过赤霉素的激素调控与Ca、P协同稳定细胞膜结构而起缓解作用的。这就从理论上阐明了外源缓解物质不能减少Cl<'->在植株体内的总累积量，但可显著提高植株耐氯性，降低Cl<'->对植株的伤害，缓解氯胁迫的机理，为作物生产中进一步应用提供了理论基础。

目录

文摘

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声明

引言

材料与方法

2.1供试材料

2.2试验设计及处理

2.3测定指标及方法

2.3.1叶绿素含量

2.3.2根系活力

2.3.3光合速率

2.3.4质膜透性

2.3.5脂膜过氧化产物丙二醛(MDA)含量

2.3.6保护酶系

2.3.7可溶性糖含量的测定

2.3.8游离脯氨酸含量的测定

2.3.9全氮、全磷、全钾含量的测定

2.3.10氯离子含量的测定

2.4数据处理及分析方法

结果与分析

3.1氯对白菜的胁迫效应

3.1.1氯对叶绿素含量的影响

3.1.2氯对光合参数的影响

3.1.3氯对白菜叶片叶面积的影响

3.1.4氯对白菜生物量的影响

3.1.5氯对白菜根系活力的影响

3.1.6氯对白菜叶片和根系外渗电导率的影响

3.1.7氯对保护酶系和丙二醛含量的影响

3.1.8氯对白菜叶片,根系N,P,C1-含量的影响

3.1.9氯对白菜叶片,根系N,P,K,C1-累积量的影响

3.1.10氯对白菜幼苗干重含水量的影响

3.1.11氯对叶片游离脯氨酸和可溶性糖含量的影响

3.2氯毒害缓解机理的研究

3.2.1外源缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗生物量的影响

3.2.2外源缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗叶绿素含量及组成的影响

3.2.3外源缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗外渗电导率和根系活力的影响

3.2.4外源缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗叶片膜脂过氧化的影响

3.2.5外缓解剂对氯胁迫白菜幼苗叶片可溶性糖和脯氨酸含量的影响

3.3复合缓解剂(CPR)对白菜幼苗氯胁迫缓解作用及其效果

3.3.1复合缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗叶绿素各组分含量的影响

3.3.2复合缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗生物量的影响

3.3.3复合缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗叶片游离脯氨酸含量的影响

3.3.4复合缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗叶片可溶性糖含量的影响

3.3.5复合缓解剂对氯胁迫下白菜幼曲C1-,全P、全N、全K含量的影响

3.3.6复合缓解剂对氯胁迫下白菜幼苗C1-,全P,全N,K积累量的影响

讨论

展望

结论

参考文献

附录

致谢