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作物杂志,2023, 第3期: 188–194 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.03.026

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

水杨酸对盐胁迫下棉苗生长及生理的调控作用

徐雪雯1,2(), 王兴鹏1,2,3, 王洪博1,2, 李国辉1,2, 唐茂淞1,2, 曹振玺1,2()   

  1. 1塔里木大学水利与建筑工程学院，843300，新疆阿拉尔
    2塔里木大学现代农业工程重点实验室，843300，新疆阿拉尔
    3农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室，832000，新疆石河子
  • 收稿日期:2023-02-16 修回日期:2023-03-04 出版日期:2023-06-15 发布日期:2023-06-16
  • 通讯作者: 曹振玺，主要从事植物生长生理方向研究，E-mail：cy211119@163.com
  • 作者简介:徐雪雯，主要从事棉花生长生理方向研究，E-mail：1726477971@qq.com
  • 基金资助:
    塔里木大学校长基金(TDZKSS202248);国家重点研发计划子课题(2022YFD1900505);兵团财政科技计划项目(2021AA003)

Effects of Salicylic Acid Application on the Growth and Physiological Characteristics of Cotton Seedlings under Salt Stress

Xu Xuewen1,2(), Wang Xingpeng1,2,3, Wang Hongbo1,2, Li Guohui1,2, Tang Maosong1,2, Cao Zhenxi1,2()   

  1. 1College of Water Resources and Construction Engineering, Tarim University, Alar 843300, Xinjiang, China
    2Key Laboratory of Modern Agricultural Engineering, Tarim University, Alar 843300, Xinjiang, China
    3Key Laboratory of Water-Saving Agriculture in Northwest Oasis, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Shihezi 832000, Xinjiang, China
  • Received:2023-02-16 Revised:2023-03-04 Online:2023-06-15 Published:2023-06-16

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91

摘要：

为探究水杨酸（salicylic acid，SA）对盐胁迫下棉花幼苗生长及生理的调控作用，设置3（低盐，T1）、6g/L（高盐，T2）2个盐分浓度和0.00（S0）、0.01（低浓度，S1）、0.05（中浓度，S2）、0.10mmol/L（高浓度，S3）4个SA浓度，无SA无盐为对照（CK），基于主成分综合评价法研究SA对盐胁迫下棉花幼苗根系干物质量、根系形态、抗氧化酶及渗透调节物质的影响。主成分分析表明，棉花幼苗根表面积、地下部干物质、根体积和过氧化氢酶（CAT）活性对盐分胁迫及SA的调控响应度最高，盐浓度相同时，随SA浓度的增加呈先增加后减小的趋势，T1S2处理以上4个指标较T1S0分别增加66%、75%、119%和26%；T2S2处理较T2S0分别增加47%、61%、49%和12%。随着盐浓度的增加，根表面积、地下部干物质、根体积呈显著降低趋势，T2S0处理较T1S0分别降低33%、25%和22%，而CAT活性随着盐浓度的增加呈显著增加趋势，T2S0处理较T1S0处理增加32%。综合评价表明，中浓度（0.05mmol/L）SA缓解了低盐胁迫对棉花幼苗的损害，随盐浓度的提高，SA的缓解作用减弱，本研究可为棉花耐盐抗逆种植提供较为适宜的外源施用策略。

关键词: 盐胁迫, 水杨酸, 根系形态指标, 抗氧化酶, 渗透调节物质, 综合评价

Abstract:

To investigate the regulatory effects of salicylic acid (SA) on the growth and physiology of cotton seedlings under salt stress, two salt concentrations of 3 (low salt, T1) and 6g/L (high salt, T2) and four SA concentrations of 0.00 (S0), 0.01 (low concentration, S1), 0.05 (medium concentration, S2) and 0.10mmol/L (high concentration, S3) were set, and no SA, no NaCl was as the control (CK), and the effects of SA on root dry matter mass, root morphology, antioxidant enzymes and osmoregulatory substances of cotton seedlings under salt stress were investigated based on a comprehensive evaluation method of principal components. The effects of SA on root dry matter, root morphology, antioxidant enzymes and osmoregulatory substances of cotton seedlings under salt stress were investigated based on a comprehensive evaluation method. Principal component analysis showed that cotton seedling root surface area, underground dry matter, root volume and catalase (CAT) activity were the most responsive to salt stress and SA regulation, and showed a trend of increasing and then decreasing with increasing SA concentration at the same salt concentration, with T1S2 treatment increasing 66%, 75%, 119% and 26% compared to T1S0, respectively; T2S2 treatment increasing 47%, 61%, 49% and 12% compared to T2S0, respectively. With increasing salt concentration, root surface area, underground dry matter, and root volume showed a significant decrease, compared with T1S0, T2S0 treatment decreasing 33%, 25% and 22%, respectively, while CAT activity showed a significant increase with the increasing of salt concentration, T2S0 treatment increasing 32% compared with T1S0 treatment. The comprehensive evaluation showed that the medium concentration of SA (0.05mmol/L) alleviated the damage of low salt stress on cotton seedlings, and the alleviating effect of SA decreased with the increasing of salt concentration. The results could provide a more suitable exogenous application strategy for salt-tolerant and stress-resistant planting of cotton.

Key words: Salt stress, Salicylic acid, Root morphological indexes, Antioxidant enzymes, Osmotic regulating substance, Comprehensive evaluation

图1

棉花幼苗生长装置

表1

盐胁迫下SA对棉花幼苗根系指标、生物累积量及根冠比的影响

处理
Treatment		 根总长度
Total length
of root (cm)		 根表面积
Surface area
of root (cm2)		 根体积
Volume of
root (cm3)		 地下部干物质
Underground
dry matter (mg)		 地上部干物质
Above-ground
dry matter (mg)		 根冠比
Root-shoot
ratio (%)
CK 43.43±3.73a 30.47±1.82a 2.00±0.18a 34.37±0.87a 163.40±5.82a 21.04±0.32a
T1S1 31.24±1.96c 17.55±0.99c 1.04±0.14b 18.50±1.15cd 112.67±8.39de 16.52±2.04bc
T1S2 41.88±0.89a 28.69±0.74a 1.88±0.09a 33.87±1.50a 163.10±8.43a 20.78±0.85a
T1S3 36.28±3.78b 20.69±2.30b 1.02±0.12b 22.00±3.03b 132.67±9.36b 16.55±1.47bc
T1S0 30.13±2.02c 17.28±1.08c 0.86±0.06bc 19.40±0.98c 130.10±7.18bc 14.91±0.08c
T2S1 20.06±1.58d 13.78±2.29d 0.78±0.08c 16.90±1.14cde 103.30±1.21e 16.36±1.12bc
T2S2 28.59±3.33c 17.06±2.55c 1.00±0.12b 23.33±0.59b 133.03±3.18b 17.54±0.18b
T2S3 19.86±2.27d 10.18±1.65e 0.50±0.05d 16.27±1.11de 125.50±5.01bc 12.96±0.79d
T2S0 18.02±1.23d 11.58±0.62de 0.67±0.04cd 14.53±1.12e 119.73±5.71cd 12.14±0.82d
T ** ** ** ** ** **
S ** ** ** ** ** **
T×S ns ** ** ** * *

图2

不同盐浓度下施加SA对棉花幼苗主根长的影响

图3

盐胁迫下SA处理下棉花幼苗根系抗氧化酶活性、MDA含量及渗透调节物质含量 不同小写字母表示P < 0.05水平差异显著

表2

主成分特征值、贡献率和累积贡献率

主成分
Principal
component		 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 特征值
Eigenvalue		 贡献率
Contribution
rate (%)		 累积贡献率
Cumulative
contribution rate (%)
PC1 0.97 0.98 0.81 0.93 0.93 0.98 0.98 0.36 -0.03 0.24 -0.84 0.03 0.02 7.11 54.68 54.68
PC2 -0.14 0.11 0.05 0.13 -0.29 -0.15 0.02 0.90 0.98 0.84 0.31 0.97 0.97 4.60 35.42 90.10

表3

主成分得分系数

主成分Principal component X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13
PC1 0.33 0.34 0.28 0.32 0.32 0.34 0.34 0.12 -0.01 0.08 -0.29 0.01 0.01
PC2 -0.08 0.06 0.02 0.07 -0.15 -0.08 0.01 0.48 0.52 0.45 0.16 0.51 0.52

表4

主成分分析综合得分

项目Item T1S1 T1S2 T1S3 CK1 T2S1 T2S2 T2S3 CK2
Y1 -0.48 3.59 0.27 -0.76 -1.68 0.30 -2.42 -2.41
Y2 -0.58 0.98 -1.45 -2.24 1.14 4.40 0.75 1.49
Y -0.47 2.32 -0.36 -1.20 -0.52 1.71 -1.07 -0.81
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