无菌培养条件下不同基因型小麦耐盐性及其生理机制研究

以4种不同基因型小麦(小偃6号、NR9405、RB6和陕229)种子为材料,研究组培条件下盐胁迫对小麦种子活力、幼苗生物量、保护酶活性、亲合性渗调物质以及Na+、K+ 含量等的影响.结果表明:盐胁迫下,小麦幼苗的生长均受到不同程度的抑制,表现为发芽率、根长、芽长、生物量随着盐浓度的升高而明显下降,并存在显著的基因型差异.盐胁迫下小偃6号与NR9405的生物量显著高于陕229与RB6;小偃6号与NR9405的超氧化物歧化酶(SOD )活性均随着盐浓度的增大而升高;RB6和陕229在0～150 mmol/L盐浓度下SOD酶活性升高,而在2 00 mmol/L盐浓度时,SOD活性急剧下降.随着盐浓度的升高4种不同基因型小麦体内游离脯氨酸累积量增大,在200 mmol/L时RB6的累积量显著高于其它基因型.随着盐浓度的升高,幼苗体内的Na+含量增加,K+含量下降,Na+/K+比值增大.小偃6号和NR9405的耐盐性优于陕229与RB6.     

水分胁迫条件下冷暖型小麦幼苗期某些生理特性变化比较

采用溶液培养、PEG6000渗透胁迫处理等方法研究了不同温度型的小麦品种小偃6号(冷型)、陕229(冷型)和NR9405(暖型)在水分胁迫条件下,幼苗期小麦叶片中叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、细胞膜相对透性、叶片相对含水量(RWC)、水势等生理特性的变化.结果表明:水分胁迫条件下,与暖型小麦NR9405相比,冷型小麦小偃6号和映229叶片中叶绿素和可溶性蛋白质含量下降缓慢,细胞膜相对透性较低,相对含水量(RWC)、水势较高.该结果说明,冷型小麦对于干旱的适应性较暖型小麦强.     

NaCl和NA2SO4胁迫对裸果木种子萌发的影响

为了探明裸果木(Gymnocarpos przewalskii)种子在不同盐胁迫条件下的萌发特性,对种子进行了不同浓度(50、100、150、200、250、300、350mmol/L)NaCl和Na_2SO_4溶液的处理,以蒸馏水为对照,研究模拟盐胁迫对种子萌发的影响。结果表明:1)低浓度的NaCl(50、100mmol/L)和Na_2SO_4(50mmol/L)溶液对种子发芽率和相对盐害率的影响不显著;种子的发芽势、发芽指数、活力指数、耐盐指数随着浓度的增大显著降低,相对盐害率明显增大;低浓度(50mmol/L)NaCl处理的胚根和胚轴长度较对照均显著增加,促进了种子胚根和胚轴的生长;Na_2SO_4处理对胚根和胚轴生长的抑制作用随浓度的增加显著加强。2)解除盐胁迫后,种子恢复萌发率随盐胁迫浓度的增加显著升高,盐浓度<300mmol/L时,各处理之间的种子终萌发率与对照无显著差异,表明抑制种子萌发的主要因素是渗透胁迫,高浓度的盐胁迫表现出一定的离子毒害作用。3)裸果木种子的萌发指标对盐胁迫的敏感程度表现为发芽率>发芽势>活力指数>胚根长度>发芽指数>胚轴长度。4)种子萌发对两种盐的耐受性存在差异,Na_2SO_4对种子萌发的抑制程度显著高于NaCl,两种盐胁迫下,种子萌发率的耐盐临界值分别为135. 62mmol/L和198. 57mmol/L。     

壳聚糖对盐胁迫下小麦种子萌发及幼苗生理特性的影响

以小麦品种偃展08231和小偃986为材料,在150 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫处理下,研究了不同浓度的外源壳聚糖(CTS)对小麦种子萌发及幼苗生理特性的影响。结果表明:盐胁迫下,0.1%~0.5%CTS浸种预处理的小麦种子具有较高的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和ɑ-淀粉酶活性,两个品种均以0.3%的CTS处理效果最佳,与对照相比偃展08231和小偃986的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数分别提高27.84%和25.33%、9.94%和19.95%、38.49%和32.30%,72.72%和82.83%;0.1%~0.5%CTS处理小麦幼苗具有较高的株高、鲜重和干重,其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性和脯氨酸含量以及根系活力均较高,而丙二醛(MDA)含量较低,其中以0.3%CTS处理效果最好,与对照相比偃展08231和小偃986的株高、鲜重和干重分别提高32.60%和36.74%、26.08%和38.77%、24.05%和35.87%。CTS对小偃986盐胁迫的缓解作用强于对偃展08231的作用。说明一定浓度的外源CTS浸种可促进盐胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长,减缓盐胁迫伤害。     

燕山地区叶底珠萌发期耐盐性综合评价

对河北燕山地区30份叶底珠材料种子萌发期进行耐盐性综合评价，以期为叶底珠的耐盐筛选提供理论依据，同时为盐渍化地区生态修复及园林植物的选择提供参考。在人工气候箱内用200mmol/L NaCl溶液进行盐胁迫，以蒸馏水培养为对照，对30份叶底珠材料种子萌发期的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、相对盐害率、相对胚根长、相对鲜重进行测定与计算，通过隶属函数分析和聚类分析进行综合评价，筛选耐盐材料。结果表明：盐胁迫下叶底珠种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长、鲜重等指标均受到不同程度的抑制，30份叶底珠材料种子萌发期的耐盐性有明显差异；在6个鉴定指标中，相对盐害率、发芽率与叶底珠萌发期的耐盐性关系最为密切；根据隶属函数分析和聚类分析，可将燕山地区30份叶底珠材料划分为高度耐盐型(6个)、耐盐型(5个)、中度耐盐型(3个)、盐敏感型(8个)和高敏感型(8个)5类。200mmol/L NaCl溶液可作为叶底珠种子萌发期耐盐性鉴定的适宜盐浓度；发芽率可作为叶底珠种子萌发期耐盐性快速鉴定或初步筛选的鉴定指标；隶属函数法对叶底珠种子萌发期耐盐性综合评价具有较好的应用价值。     

NaCl和Na2SO4胁迫对白菜型冬油菜种子萌发的影响及其耐盐性分析

以6个耐盐性不同的白菜型冬油菜种子为材料,将NaCl和Na_2SO_4按摩尔比1:1混合,设浓度为0(CK)、45、90、135、180、240 mmol·L~(-1)6个处理,测定其对种子萌发和生长参数的影响,研究不同冬油菜种子萌发时的耐盐能力,以期为耐盐冬油菜的筛选提供依据。结果表明:(1)45 mmol·L~(-1)和90 mmol·L~(-1)盐浓度对种子萌发的影响不明显;135 mmol·L~(-1)和180 mmol·L~(-1)盐浓度明显抑制了种子萌发,表现为种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长、胚芽长、鲜重和干重均随盐浓度的增大而明显降低。因此,135~180 mmol·L~(-1)盐浓度可认为是耐盐性鉴定的适宜范围。(2)不同指标对盐胁迫的敏感程度差异较大,发芽指数、活力指数、胚芽长和鲜重与盐浓度均为极显著负相关,对盐胁迫最为敏感。(3)3个耐盐冬油菜ky-1、ky-10-191和ky-NDJ的种子发芽指数、活力指数、胚芽长和鲜重的耐盐临界值显著高于原有品系平油1号、10-191和ky-NDJ。ky-1、ky-10-191、ky-NDJ的耐盐临界值分别为133.895、123.264、107.399 mmol·L~(-1),而平油1号、10-191、NDJ的耐盐临界值分别为117.394、103.947、93.834 mmol·L~(-1)。用隶属函数法综合评价,耐盐性强弱顺序依次为ky-1ky-10-191平油1号kyNDJ10-191NDJ。可见,ky-1、ky-10-191和ky-NDJ的耐盐性较平油1号、10-191和NDJ均有所提高。     

矮壮素浸种对不同小麦品种萌发生长及水分利用效率的影响

通过培养试验研究了不同浓度矮壮素浸种对不同小麦品种种子萌发、幼苗生长及水分利用效率的影响。室内培养试验表明,低浓度矮壮素(≤10.0g/kg)处理提高了小偃22和陕229的发芽率、发芽势和幼苗及根的干重,高浓度(>50.0g/kg)处理则表现出明显的抑制作用;与陕229相比,小偃22对矮壮素较敏感,更容易受高浓度矮壮素的危害。土培试验表明,不同浓度矮壮素浸种提高了小偃22和小偃6号小麦叶片的叶绿素含量、光合作用速率,促进了小麦根系生长及干物质的累积。用矮壮素浸种对小麦水分利用效率的影响与小麦品种及水分供应水平有关。正常水分下,小偃22水分利用效率提高幅度明显高于小偃6号,水分胁迫时则反之,且水分胁迫下,矮壮素2.0g/kg浸种小偃6号水分利用效率提高幅度最明显。两试验均以矮壮素浓度2.0g/kg浸种效果较好。     

外源硫化氢对加工番茄种子耐盐性及抗氧化酶的影响

为明确硫化氢对盐胁迫下加工番茄种子萌发的缓解作用,用Na Cl半致死浓度为85 mmol·L~(-1)的KT-63(耐盐性弱)和半致死浓度为120 mmol·L~(-1)的KT-18(耐盐性强)为材料,用各自的半致死浓度与不同浓度的NaHS(0.2,0.4,0.6,1.0 mmol·L~(-1))分别配成混合液处理种子。结果表明,随着NaHS浓度的增加,种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、SOD、POD、CAT活性呈先上升后下降的趋势,其中与盐胁迫单独处理相比,用0.4mmol·L~(-1)NaHS处理,种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、SOD、POD、CAT活性在KT-63中分别提升70%、250%、120%、130%、6.7%、150%和180%,在KT-18中分别提升50%、250%、60%、80%、4.3%、160%和200%,而MDA的含量显著降低,并且对KT-63的缓解效应强于KT-18。综上所述,H2S(0.4 mmol·L~(-1))有效缓解了加工番茄萌发过程中盐胁迫的抑制作用,促进了种子的萌发。     

冷型小麦产量及其构成因素的施肥效应分析

2002~2004年的田间小区试验结果表明,冷型小麦的产量构成因素与暖型小麦无显著差异,但施肥后,冷型小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重、单茎粒重和产量的增加幅度均大于暖型小麦,如冷型小麦小偃6号、陕229和RB6的产量增加幅度分别为38.2%、31.6%和40.0%,而暖型小麦NR9405和9430的产量增加幅度分别为9.3%和27.3%。在供肥条件下,暖型小麦的库源矛盾比冷型小麦突出。冷型小麦的肥料农学效率比暖型小麦高,前者分别为7.45、5.94和8.56 kg/kg,后者分别为1.52和5.19 kg/kg;冷型小麦对肥料有较大的响应度,施肥后增产效果显著。供试土壤中氮肥的农学效率显著高于磷肥,应优先施用氮肥。     

盐分和水分胁迫对补血草种子萌发的影响

在不同昼夜温度条件下用不同浓度NaCl(mmol/L)溶液及等渗聚乙二醇溶液处理大叶补血草(Limo-nium gmelinii(Willd.)Kuntze)和耳叶补血草(Limonium otolepis(Schrenk)Kuntze)种子,分别测定其萌发率、发芽势和发芽指数,测定处理9 d未萌发的种子移入蒸馏水后的萌发恢复率,以研究温度、盐胁迫和模拟干旱胁迫对种子萌发的影响。结果表明:两种补血草种子萌发的最适温度为25~15℃,在蒸馏水中的萌发率最高,随着盐浓度和PEG6000溶液浓度的增加,种子的萌发率、发芽势和发芽指数递减,对萌发产生抑制作用;PEG6000溶液对种子的萌发抑制程度与等渗NaCl溶液相当。较高盐浓度和PEG6000溶液处理下的种子复水后萌发可以恢复。     

外源甜菜碱对盐胁迫下盐角草和毕氏海蓬子萌发及幼苗生长的影响

研究了外源甜菜碱(GB)对不同盐(NaCl)浓度处理下毕氏海蓬子和盐角草种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:外源甜菜碱提高了盐环境下毕氏海蓬子和盐角草种子的发芽率、发芽指数以及活力指数.在外源甜菜碱处理下,毕氏海蓬子和盐角草幼苗根茎长及叶绿素含量都高于单盐处理,表明外源甜菜碱提高了毕氏海蓬子和盐角草抗盐能力.甜菜碱对毕氏海蓬子种子萌发率、发芽势的促进作用更大,而对于促进幼苗根茎的生长及提高活力指数和耐盐性方面对盐角草的作用更为明显.     

不同钠盐胁迫对高冰草种子萌发的影响

通过对高冰草种子在不同钠盐(NaCl、NaHCO3、Na2CO3)溶液中萌发情况的研究,旨在探明高冰草种子在不同盐胁迫下的萌发特性。结果表明:碱性盐(NaHCO3、Na2CO3)胁迫较中性盐(NaCl)胁迫显著降低了高冰草的发芽率。高冰草种子在NaCl浓度150mmol/L、NaHCO3浓度100mmol/L和Na2CO3浓度50mmol/L时萌发受到明显抑制。不同钠盐胁迫下高冰草种子胚根和胚芽的受抑制大小顺序为,中性盐NaCl胁迫:胚根<胚芽;碱性盐NaHCO3和Na2CO3胁迫:胚根>胚芽。     

种子引发对盐渍土壤条件下高粱芽苗生理特性的影响

为探索引发种子对不同盐渍土壤条件下高粱芽苗的生理效应,增强高粱芽苗期的耐盐能力,采用盆栽沙培试验,将氯化钠和硫酸钠复配引发(CSP)、氯化钠单独引发(SSP)和不引发(NSP)处理后的高粱种子分别播种在0、40、80、120 mmol·L-1和160 mmol·L-1盐溶液漫灌的细沙盐渍土壤条件下,研究上述各种状态下种子萌发和幼苗生理特性。结果表明:种子引发可提高盐胁迫下高粱的发芽率、成苗率和活力指数,尤其是盐复配引发(CSP)效果更为明显;引发后的种子(特别是CSP)可显著减少中、高盐胁迫条件下叶片和根系相对含水量的下降幅度,减缓叶绿素a+b、叶绿素a的下降;氯化钠和硫酸钠复配引发(CSP)下净光合速率在盐浓度低于80 mmol·L-1时下降幅度较小,气孔导度和蒸腾速率与之变化趋势基本一致;种子引发增强了SOD、POD、CAT和APX活性,同时减少了MDA和O·2,其中MDA、O·2和POD反应较为敏感,三种种子引发处理对高粱芽苗期抗氧化系统的影响效应表现为:复配引发(CSP)单盐引发(SSP)不引发(NSP)。盐渍土壤条件下种子引发,特别是氯化钠和硫酸钠复配引发种子可增强其生理适应性,进而提高高粱芽苗期的耐盐性。     

不同环境因素对节节麦萌发的影响

节节麦Aegilops tauschii Coss.是麦田难治杂草,研究环境条件对节节麦发芽的影响对预测其适生区域及综合治理有重要意义。以采自陕西、山东和河南的3个节节麦种群为对象,通过室内和室外萌发试验研究了水势、pH、盐分和播种深度与节节麦萌发的关系。结果表明,3个节节麦种群在不同的环境条件下表现出相似的萌发及出苗特性,其萌发对水势敏感,发芽率随水势的下降而降低,当渗透势小于-1.0 MPa时,种子不萌发;节节麦萌发对pH要求不高,在pH 3～10条件下发芽率均超过70%;其萌发具有一定的耐盐性,盐浓度为0 mmol/L时,发芽率最高,盐浓度大于420 mmol/L时,节节麦不能萌发;节节麦出苗率随播种深度的增加而降低,播种在土壤表面时,出苗率最高,播种深度大于10 cm时,未发现节节麦出苗。3个节节麦种群发芽对上述不同环境因子的反应差异不显著。     

Effects of water stress and NaCl stress on different life cycle stages of the cold desert annual Lachnoloma lehmannii in China

For a plant species to complete its life cycle in arid and saline environments, each stage of the life cycle must be tolerant to the harsh environmental conditions. The aim of the study was to determine the effects of water stress (water potentials of -0.05, -0.16, -0.33, -0.56, -0.85 and -1.21 MPa) and NaCl stress (50, 100, 200, 300, 400, 500 and 600 mmol/L NaCl) on seed germination percentage, seedling survival and growth, juvenile growth and plant reproduction of Lachnoloma lehmannii Bunge (Brassicaceae), an cold desert annual that grows in the Junggar Basin of Xinjiang, China in 2010. Results indicated that low water stress (-0.05 and -0.16 MPa) had no significant effect on seed germination percentage. With a decrease in water potential, germination percentage decreased, and no seeds germinated at -0.85 and -1.21 MPa water stresses. Germination percentage of seeds was significantly affected by NaCl stress, and higher germination percentages were observed under non-saline than saline conditions. An increase in NaCl concentrations progressively inhibited seed germination percentage, and no seeds germinated at ≥400 mmol/L NaCl concentration. Non-germinated seeds were transferred from both PEG (polyethylene glycol-6000) and NaCl solutions to distilled water for seed germination recovery. The number of surviving seedlings and their heights and root lengths significantly decreased as NaCl stress increased. About 30% of the plants survived and produced fruits/seeds at 200 mmol/L NaCl concentration. Thus, seed germination, seedling establishment and reproductive stage in the life cycle of L. lehmannii are water- and salt-tolerant, with seedlings being the least tolerant. These tolerances help explain why this species can survive and produce seeds in arid and saline habitats.     

五种脱落酸功能类似物对提高小麦抗盐胁迫的效应和机理

土壤盐渍化是降低作物产量的非生物胁迫因素之一,对小麦种子出苗和苗期生长造成严重影响。本研究以小麦品种“鲁原502”为材料,采用室内水培法探讨了5种脱落酸(ABA)功能类似物——萘酮戊酸(natenpac,NA),quinabctin (QB)及其3种结构类似物tetrafluoroquinabctin (TFQB)、indabactin (IQB)和tetrafluorothioquinabctin (TFTQB)对提高其幼苗抗盐性的影响。结果表明:苗期喷施上述5种化合物均能显著促进在300 mmol/L氯化钠胁迫下小麦幼苗的生长,其中喷施TFQB、TFTQB和NA的效果最好;NA和TFTQB能够通过增加根长、根表面积和根体积而显著促进盐胁迫下小麦幼苗的根系生长,从而增强小麦幼苗根系的吸水能力;5种ABA功能类似物对盐胁迫下小麦幼苗的光合效应、抗氧化酶活性、细胞膜受损状况、渗透调节物质积累等均有显著改善,其中NA处理可显著减轻PSⅡ最大光能转换效率 (Fv/Fm) 下降的幅度,维持胞间二氧化碳(CO₂)浓度的功能优于其他4种化合物;除IQB外,其他4种化合物均能有效降低丙二醛(MDA)含量、显著降低内源生长素(IAA)含量并提高内源ABA含量,其中NA在启动ABA信号途径以提高抗盐胁迫方面比其他4种化合物更有效。本研究结果对揭示ABA功能类似物的作用机制、提高小麦耐盐性具有重要的理论意义和潜在的应用价值。     

Effects of sodium on nitrate uptake and osmotic adjustment of Suaeda physophora

Na+ ions play an important role in the growth of halophyte. The effect of Na+ ions on nitrate uptake and osmotic adjustment in the euhalophyte Suaeda physophora was investigated under glasshouse conditions. Seedlings were exposed to 1 mmol/L NaCl (control),300 mmol/L NaCl,150 mmol/L NaCl plus 150 mmol/L KCl or 300 mmol/L KCl treatments for 24 d. Dry weight was not affected greatly by different salt treatments,but water content and succulence in leaves of S. physophora were significantly increased at 300 mmol/L NaCl and 150 mmol/L NaCl plus 150 mmol/L KCl treatments. The concentrations of Na+ and NO3’ in leaves of S. physophora were the highest at 150 mmol/L NaCl plus 150 mmol/L KCl,but lowest at 300 mmol/L KCl treatment. Moreover,the increase of NO3’ concentration did not result in the decrease of Cl-concentration at 150 mmol/L NaCl plus 150 mmol/L KCl treatments. The estimated contribution of NO3’ to osmotic potential (CNO3) in leaves of S. physophora was 9.8% at 150 mmol/L NaCl plus 150 mmol/L KCl,and CNa and CCl were 31.0% and 23.3%,respectively. However,CNO3,CNa and CCl were respectively 1.6%,7.9% and 11.9% at 300 mmol/L KCl treatment. It is concluded that Na+ stimulates NO3’ absorption and the stimulation is independent on the internal or the external Cl-concentration in the euhalophyte S. physo-phora. These characteristics may explain the high levels of N in leaves of saline desert plants in arid ecosystem.