脱硫石膏改良盐碱土对水稻叶绿素荧光特性的影响

为揭示脱硫石膏改良盐碱土对水稻叶绿素荧光特性的影响,以水稻品种吉特605为试验材料,以不采用任何改良技术为对照(CK),设计4种脱硫石膏改良盐碱土技术集成模式,分别在水稻出苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期连续2年监测土壤电导率(EC)和pH值,测定水稻叶片叶绿素荧光参数和叶绿素含量,分析4种集成模式的改良效果。结果表明,随着处理时间的延长,与CK相比,各技术集成模式下土壤EC和pH值均极显著降低,水稻叶片叶绿素荧光参数Y、ETR、F_m、F_v/m等均显著增加(P<0.05),F_o呈下降趋势。除F_o、qP与叶绿素相对含量(SPAD)和叶片叶绿素含量(LCC)之间无显著相关性外(P>0.05),其他叶绿素荧光参数与SPAD和LCC之间均呈极显著正相关(P<0.01),其中NPQ与LCC之间相关系数最大,为0.771。各技术集成模式下qP的2年均值在4个生育时期均无显著差异(P>0.05),模式D和E下SPAD的2年均值均显著高于CK,模式E下LCC的2年均值也较CK显著升高。在各生育时期,各技术集成模式下叶绿素荧光诱导动力学曲线均表现出相同的变化趋势,但曲线中各特征点出现的时间不同,峰值也不同;随着技术集成模式的优化,斜率逐渐增大,各个特征点的相对可变荧光强度值均呈递增趋势。通过主成分分析,在水稻出苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期均提取到2个主成分,累积贡献率分别为96.285%、93.491%、91.285%和95.104%。利用隶属函数与权重对4种技术集成模式进行综合评价,获得了可综合评价改良效果的D值,排名依次为E>D>C>B>CK,说明模式E,即脱硫石膏22.5 t·hm^-2+改良剂7.5 t·hm^-2+有机肥30.0 t·hm^-2+黄沙30.0 t·hm^-2改良盐碱土的效果最佳。在此基础上,结合合理的灌排措施可有效缓解盐碱土对水稻幼苗的伤害,明显提高水稻叶片的叶绿素含量和光合电子传递效率,减轻盐碱胁迫对水稻生长过程中PSII系统的损伤。本研究结果为脱硫石膏改良盐碱土种植水稻提供了理论依据和技术保障。     

脱硫石膏改良盐碱土对水稻秧苗素质、根系特征及质膜透性的影响

以水稻品种吉特605为试材,以不施任何改良物质为对照,设计了4种盐碱土改良技术集成模式,在水稻播种后21 d取样,测定各模式下水稻苗期的秧苗素质、根系特征、质膜透性和叶绿素含量等指标,以探索最佳技术集成模式.结果表明,与CK相比,各改良模式下土壤EC、pH值均极显著降低;施用脱硫石膏和改良剂能显著增加水稻的生根能力、叶片数和生物量,尤其在施加有机肥后,水稻秧苗素质得到了进一步提高;与CK相比,各改良模式下水稻总根长、根总表面积、根尖数均极显著增加;模式D和E的水稻叶片质膜透性、丙二醛含量均极显著低于CK,叶片叶绿素含量极显著高于CK.盐碱地改良时,脱硫石膏和改良剂是必要的改良因素,施用一定量的有机肥后改良效果更佳.     

NaCl胁迫对不同耐盐性粳稻种质幼苗叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光可反映盐胁迫下植物光合机构防御机制的受害程度和抗逆性。通过分析盐胁迫对不同耐盐性粳稻种质叶绿素荧光特性的影响,揭示其诱导动力学特征,初步阐明叶绿素荧光相关基因调控粳稻种质苗期耐盐性的机制,为耐盐水稻品种筛选和培育提供理论依据。【方法】以8份耐盐、8份盐敏感粳稻种质为试验材料,于苗期在水培条件下分别测定两组种质0 mmol·L^-1和125 mmol·L^-1 NaCl胁迫3 d、6 d的叶片叶绿素荧光参数。通过主成分分析筛选关键指标,利用隶属函数和标准差系数赋予权重法综合评价各种质资源耐盐性,获得典型耐（敏）盐种质开展叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的表达特异性分析。【结果】与对照（CK,0 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）相比,盐胁迫（125 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）可显著降低粳稻种质的最大荧光产量（F_m）、原初光能转化效率（F_v/F_m）。与CK相比,耐盐种质的非光化学荧光淬灭系数（NPQ）和可变荧光的非光化学猝灭系数（qN）在盐胁迫3 d时显著降低,初始荧光产量（F_o）在盐胁迫6 d显著升高;盐敏感种质的光化学淬灭系数（qP）和qN在盐胁迫3 d时显著降低,实际光化学量子产量（Y）、NPQ、表观光合电子传递速率（ETR）在盐胁迫3 d、6 d时极显著降低。盐胁迫下F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与耐盐级别（STS）均呈极显著正相关,且在耐、敏盐种质间差异显著。通过主成分分析将8个叶绿素荧光参数转换为2个主成分,累积贡献率88.018%;结合各因子载荷大小筛选出F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR 5个关键指标,可将16份粳稻种质明确划分为耐盐组和盐敏感组两类。以两个主成分的隶属函数结合权重处理并累加计算盐胁迫下叶绿素荧光特性综合评价值D（D_CF）,并依此获得16份粳稻种质排名。采用Kinetic模式测定盐胁迫和正常生长（CK）条件下耐盐种质Cigalon、Bertone和盐敏感种质新竹8号、幸实的叶绿素荧光诱导动力学曲线。在CK条件下,4份粳稻种质表现为相似的曲线形状,斜率较大,P峰出现时间基本相同;盐胁迫下,随着盐胁迫时间的延长,盐敏感种质的P峰迅速降低,M峰和曲线斜率逐渐变小;耐盐种质仍维持较高的P峰,M峰和曲线斜率与CK相比无明显变化。通过对综合排名第1的耐盐种质Cigalon和排名第16的盐敏感种质幸实NaCl胁迫不同时间叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的qPCR分析,结合叶绿素含量、耐盐相关叶绿素荧光参数的动态变化和相关分析,初步明确了OsHCF222和OsABCI7的差异表达与粳稻种质苗期耐盐性的关系。【结论】不同耐盐性粳稻种质的叶绿素荧光参数对盐胁迫的响应不尽相同,F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与水稻苗期耐盐性密切相关;OsHCF222和OsABCI7的表达量直接影响了粳稻种质苗期耐盐性;在耐盐粳稻中,NPQ和F_v/F_m起关键作用,F_m可能在调节盐敏感粳稻耐盐性中发挥重要作用。