作物杂志,2021, 第4期: 99–104 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.04.015

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同时期NaCl胁迫对甜菜生长及光合作用的影响

王堽1,2(), 於丽华2, 赵慧杰1,2, 刘钰1,2, 耿贵2()   

  1. 1黑龙江大学生命科学学院,150080,黑龙江哈尔滨
    2黑龙江大学农作物研究院,150080,黑龙江哈尔滨
  • 收稿日期:2020-07-10 修回日期:2020-09-09 出版日期:2021-08-15 发布日期:2021-08-13
  • 通讯作者: 耿贵
  • 作者简介:王堽,主要从事植物生理生态学研究,E-mail:cqsz@outlook.com
  • 基金资助:
    国家糖料产业技术体系项目“甜菜种植制度”(CARS-170209);国家自然科学基金“甜菜T510品系BvBHLH93转录因子功能及其耐盐调控机制分析”(31701487)

The Effects of NaCl Stress on Growth and Photosynthesis of Sugarbeet at Different Growth Stages

Wang Gang1,2(), Yu Lihua2, Zhao Huijie1,2, Liu Yu1,2, Geng Gui2()   

  1. 1College of Life Sciences, Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang, China
    2Crop Research Institute of Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang, China
  • Received:2020-07-10 Revised:2020-09-09 Online:2021-08-15 Published:2021-08-13
  • Contact: Geng Gui

摘要:

为了解NaCl胁迫对甜菜幼苗不同阶段的危害差异,对甜菜生长至子叶期、一对真叶期和三对真叶期均进行3(CK)、140(LS)和280mmol/L Na+(HS)处理,处理后分别测定甜菜幼苗不同生长时期的生长和光合生理指标。结果表明,NaCl胁迫后甜菜幼苗植株干重与CK相比显著下降,且子叶期变化幅度较真叶期明显;随NaCl浓度增加,甜菜幼苗叶片的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和净光合速率(Pn)显著降低,同时也发现子叶期下降幅度明显高于真叶期;随着NaCl浓度增加,叶绿素含量也显著降低,子叶期比真叶期下降幅度大。此外,NaCl胁迫导致甜菜幼苗的Hill反应和RuBPCase活力下降。同时发现在LS处理后PEPC活性显著升高,在三对真叶期增幅最大,但在HS处理后PEPC活性有一定程度下降。因此随着NaCl浓度的提高,甜菜幼苗生长及光合作用都会受到不同程度的抑制;随着甜菜苗龄的增加,幼苗对NaCl胁迫的耐受性也在不断增强。

关键词: 甜菜, NaCl胁迫, 光合作用

Abstract:

In this study, sugarbeet seedlings were treated with 3 (CK), 140 (LS), and 280mmol/L Na+ (HS) during cotyledon stage, one pair of true leaves stage, and three pairs of true leaves stage to understand the difference of NaCl stress on sugarbeet seedlings at different stages. After NaCl treatment, growth indexes and photosynthetic physiological indexes of sugarbeet seedlings at different growth stages were measured. The results showed that the dry weight of sugarbeet seedlings under NaCl stress was significantly lower than that of CK and the range of change at cotyledon stage was more obvious than at the true leaf stages. The stomatal conductance (Gs), the transpiration rate (Tr), intercellular CO2 concentration (Ci), and net photosynthetic rate (Pn) of seedling leaves were significantly decreased by NaCl stress and the decrease at the cotyledon stage was significantly higher than that at true leaf stages. With the increase of NaCl concentration, the chlorophyll content also decreased significantly and decreased more at cotyledon stage than at the true leaf stages. In addition, NaCl stress resulted in decreases of Hill response and RuBPCase activity of sugarbeet seedlings. At the same time, it was found that PEPC activity increased significantly after LS stress with the maximum increase after three pairs of true leaves, but decreased to a certain extent after HS treatment. Therefore, with the increase of NaCl concentration, the growth and photosynthesis of sugarbeet seedlings were inhibited. With the growth of sugarbeet seedlings, the tolerance of the seedlings to NaCl stress was also increased.

Key words: Sugarbeet, NaCl stress, Photosynthesis

图1

不同NaCl浓度下甜菜幼苗单株干重的变化 数据为平均值±SD,n=3;不同小写字母表示在P<0.05水平差异显著,下同

表1

不同NaCl浓度胁迫下各处理甜菜幼苗叶片RWC的变化

处理Treatment 生长时期Growth stage 相对含水量RWC (%)
CK 子叶期 79.293±2.464c
一对真叶期 82.398±0.846a
三对真叶期 85.363±1.945b
LS 子叶期 67.168±6.798f
一对真叶期 68.640±0.836e
三对真叶期 69.589±0.402d
HS 子叶期 59.536±2.158h
一对真叶期 55.909±6.840i
三对真叶期 61.162±0.424g

图2

不同NaCl浓度胁迫下甜菜叶片叶绿素含量和Gs的变化

图3

不同NaCl浓度胁迫下甜菜叶片Tr和Ci的变化

图4

不同NaCl浓度胁迫下甜菜叶片Pn和Hill的变化

表2

不同浓度NaCl对甜菜叶片RuBPCase和PEPC活性的影响

处理
Treatment
生长时期
Growth stage
RuBPCase
[μmolCO2/(min·g)FW]
PEPC
[μmol/(mL·min)]
CK 子叶期 0.506±0.024d 0.134±0.008e
一对真叶期 0.554±0.025c 0.145±0.004d
三对真叶期 0.772±0.024a 0.127±0.008f
LS 子叶期 0.362±0.024g 0.153±0.004c
一对真叶期 0.410±0.025f 0.176±0.014a
三对真叶期 0.603±0.024b 0.184±0.002b
HS 子叶期 0.201±0.014i 0.092±0.008i
一对真叶期 0.248±0.014h 0.112±0.013h
三对真叶期 0.450±0.037e 0.114±0.006g
[1] 董艳丽. 甜菜的高产栽培技术. 农民致富之友, 2012(17):25.
[2] 於丽华. NaCl胁迫下甜菜的生理响应及其耐盐机理研究. 沈阳:沈阳农业大学, 2015.
[3] 董心久, 沙红, 高燕, 等. 盐碱胁迫对甜菜光合物质积累及产量的影响. 新疆农业科学, 2019,56(4):642-651.
[4] 彭春雪, 耿贵, 於丽华, 等. 不同浓度钠对甜菜生长及生理特性的影响. 植物营养与肥料学报, 2014,20(2):459-465.
[5] 彭云玲, 保杰, 叶龙山, 等. NaCl胁迫对不同耐盐型玉米自交系萌动种子和幼苗离子稳态的影响. 生态学报, 2014,34(24):7320-7328.
[6] 权有娟, 袁飞敏, 李想, 等. NaCl胁迫对藜麦幼苗生长及生理特性的影响. 广西植物, 2021,41(5):823-830.
[7] 徐修容, 吕凤山. 甜菜营养生长规律及其生育期的划分. 中国甜菜, 1981(4):22-27.
[8] 蔡葆, 吴友芳. 甜菜营养生长规律的研究. 中国甜菜, 1979(2):3-17.
[9] 董一忱. 甜菜农业生物学. 北京: 农业出版社, 1984.
[10] 路文静, 李奕松. 植物生理学实验教程. 北京: 中国林业出版社, 2012.
[11] 姜秀娟, 张素红, 苗立新, 等. 盐胁迫对水稻幼苗的影响研究——盐胁迫对水稻幼苗期根系的影响. 北方水稻, 2010(1):21-24.
[12] 张素红, 刘立新, 苗立新, 等. 盐胁迫对水稻苗期的影响研究——盐胁迫对水稻苗期水分的影响. 北方水稻, 2010(2):25-28.
[13] 许晓英. 盐胁迫对白桦种子萌发和幼苗生长的影响. 中国林业, 2011(1):49.
[14] 李宏博. 珊瑚菜耐盐生理机制及液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的克隆与分析. 沈阳:沈阳农业大学, 2012.
[15] 王标, 虞木奎, 孙海氰, 等. 盐胁迫对不同种源麻栎叶片光合特征的影响. 应用生态学报, 2009,20(8):1817-1824.
[16] 郑国琦, 马宏伟, 许兴. 盐胁迫下宁夏枸杞盐分与甜菜碱累积及其与光合作用的关系. 中国生态农业学报, 2003(3):57-60.
[17] 韩志平, 郭世荣, 冯吉庆, 等. 盐胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合色素和脯氨酸含量的影响阴. 南京农业大学学报, 2008,31(2):32-36.
[18] Parida A K, Das A B. Salt tolerance and salinity effects on plants:a review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2005,60(3):324-349.
[19] 吴永波, 薛建辉. 盐胁迫对3种白蜡树幼苗生长与光合作用的影响. 南京林业大学学报(自然科学版), 2002,26(3):19-22.
[20] 陈根云, 俞冠路, 陈悦, 等. 光合作用对光和二氧化碳响应的观测方法探讨. 植物生理与分子生物学学报, 2006(6):691-696.
[21] Ceusters J, Borland A M, Londers E, et al. Diel shifts in carboxylation pathway and metabolite dynamics in the CAM bromeliad Aechmea 'Maya' in response to elevated CO2. Annals of Botany, 2008,102(3):389-397.
[22] Cushman J C, Borland A M. Induction of Crassulacean acid metabolism by water limitation. Plant,Cell and Environment, 2002,25(2):295-310.
[23] 苏文华, 张光飞. 金钗石斛光合作用特征的初步研究. 中药材, 2003,26(3):157-159.
[24] Liittge U. Ecophysiology of crassulacean acid metabolism (CAM). Annals of Botany, 2004,93(6):629-652.
[25] Cushman J C, Agarie S, Albion R L, et al. Isolation and characterization of mutants of common ice plant deficient in crassulacean acid metabolism. Plant Physiology, 2008,147(1):228-238.
[26] 梁海永, 李会平, 杨敏生, 等. NaCl胁迫对毛白杨试管小植株叶片离子吸收及荧光诱导动力学参数的影响. 河北林果研究, 1999,14(3):199-203.
[1] 赵宝平, 刘景辉, 任长忠. 燕麦产量形成生理机制研究进展[J]. 作物杂志, 2021, (3): 1–7
[2] 张学鹏, 李腾, 王彪, 刘晴, 刘涵瑜, 陶志强, 隋鹏. 玉米叶片“源”的高温胁迫阈值研究[J]. 作物杂志, 2021, (2): 62–70
[3] 韩多红, 王恩军, 张勇, 王红霞, 王艳, 王富. 干旱胁迫下外源亚精胺、甜菜碱对菘蓝种子萌发和幼苗生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 118–123
[4] 吴琼, 丁凯鑫, 余明龙, 黄文婷, 左官强, 冯乃杰, 郑殿峰. 新型植物生长调节剂B2对玉米光合荧光特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (5): 174–181
[5] 李国龙, 吴海霞, 孙亚卿. 甜菜BvWRKY23基因的RNAi载体构建[J]. 作物杂志, 2020, (5): 41–47
[6] 张自强, 白晨, 张惠忠, 李晓东, 王良, 付增娟, 赵尚敏, 鄂圆圆, 张辉, 张必周. 甜菜耐盐性形态学、生理生化特性及分子水平研究进展[J]. 作物杂志, 2020, (3): 27–33
[7] 荆培培,任红茹,杨洪建,戴其根. 盐胁迫对2个不同盐敏感性水稻品种(系)叶片光合特性与产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (1): 67–75
[8] 闫威,李国龙,李智,曹阳,张少英. 施氮量和密度互作对全覆膜旱作甜菜光合特性和块根产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 100–106
[9] 杨志会,张立峰,张继宗. 甜菜“南苗北植”的生产效应[J]. 作物杂志, 2019, (4): 154–158
[10] 张自强,王良,白晨,张惠忠,李晓东,付增娟,赵尚敏,鄂圆圆,张辉,张必周. 104份甜菜种质资源主要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2019, (3): 29–36
[11] 尹晓明,李辰. 不同氮效率水稻品种叶片光合作用及氮利用特征的差异分析[J]. 作物杂志, 2019, (1): 90–96
[12] 王嘉楠,李小艳,魏石美,赵会杰,赵明奇,汪月霞. 5-ALA对干旱胁迫下小麦幼苗光合作用及D1蛋白的调节作用[J]. 作物杂志, 2018, (5): 121–126
[13] 李国龙,孙亚卿,邵世勤,张永丰. 甜菜幼苗叶片抗氧化系统对干旱胁迫的响应[J]. 作物杂志, 2017, (5): 73–79
[14] 郑秀玲,林静,信健,李灵晓,齐艳,陈敏. 同一种源地两种沙枣对NaCl胁迫的响应及耐盐阈值[J]. 作物杂志, 2017, (4): 143–149
[15] 熊辉岩,段瑞君,王瑞生. 冷驯化影响越冬作物光合特性和株型特征的生理基础与分子机制的研究进展[J]. 作物杂志, 2017, (4): 21–26
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