作物杂志, 2025, 41(1): 194-201 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.01.024

生理生化·植物营养·栽培耕作

水杨酸浸种对盐胁迫藜麦种子萌发及幼苗生长的影响

景茂雅,1, 张子玉1, 张萌1, 合佳敏1, 严翻翻1, 高艳梅,1, 张永清,1,2

1山西师范大学生命科学学院,030031,山西太原

2山西师范大学地理科学学院,030031,山西太原

Effects of Seed Soaking with Salicylic Acid on Seed Germination and Seedling Growth of Quinoa under Salt Stress

Jing Maoya,1, Zhang Ziyu1, Zhang Meng1, He Jiamin1, Yan Fanfan1, Gao Yanmei,1, Zhang Yongqing,1,2

1College of Life Science, Shanxi Normal University, Taiyuan 030031, Shanxi, China

2College of Geography Science, Shanxi Normal University, Taiyuan 030031, Shanxi, China

通讯作者: 张永清,主要从事土壤及植物生理生态研究,E-mail:yqzhang208@126.com高艳梅为共同通信作者,主要从事植物高产及抗逆栽培研究,E-mail:gaoyanmei0225@163.com

收稿日期: 2023-12-20   修回日期: 2024-04-5   网络出版日期: 2024-11-05

基金资助: 国家自然科学基金(31571604)
山西省基础研究计划资助项目(20210302124237)
山西省回国留学人员科研资助项目(2023-111)

Received: 2023-12-20   Revised: 2024-04-5   Online: 2024-11-05

作者简介 About authors

景茂雅,主要从事植物生理生态研究,E-mail:jmyyyy0206@163.com

摘要

为了探究水杨酸浸种对盐胁迫抑制藜麦种子萌发和幼苗生长的缓解机制,以藜麦品种陇藜1号(盐敏感型)和陇藜4号(耐盐型)为试验材料,研究不同浓度(0、0.10、0.25、0.50、1.00 mmol/L)水杨酸浸种对中度盐胁迫(200 mmol/L NaCl)下藜麦种子萌发和幼苗生长及生理的影响。结果表明,2个藜麦品种在盐胁迫下种子发芽率均显著下降,幼苗生长受到抑制。经水杨酸处理后,盐胁迫引起的负面影响得到明显缓解,发芽率、发芽势以及发芽指数在浸种处理后均显著提高,有效促进了种子发芽。此外,2个藜麦品种幼苗的生长参数、地上部干重、抗氧化酶活性、渗透调节物质、叶绿素含量和根系活力均随水杨酸浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势,MDA含量则随水杨酸浸种浓度的增加先降后升,其中0.25 mmol/L水杨酸浸种浓度对盐胁迫下陇藜1号调控效果最佳,0.10 mmol/L对陇藜4号调控效果最佳。

关键词: 藜麦; 水杨酸浸种; 盐胁迫; 种子萌发; 幼苗生长

Abstract

In order to investigate the alleviating mechanism of seed soaking with salicylic acid on salt-induced inhibition of seed germination and seedling growth in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), Longli 1 (salt- sensitive) and Longli 4 (salt-tolerant) were used as experimental materials to study the effects of different concentrations (0, 0.10, 0.25, 0.50, 1.00 mmol/L) of salicylic acid on seed germination, seedling growth, and physiology under 200 mmol/L NaCl moderate salt stress. The results showed that the seed germination rates of both quinoa varieties significantly decreased under salt stress, and the growth of seedlings were inhibited. After treatmenting with salicylic acid, the negative effects caused by salt stress were significantly alleviated, the germination rates, germination vigor, and germination indexes were significantly increased after soaking treatments, and effectively promoted seed germination. Furthermore, the seedling growth parameters of two quinoa varieties, aboveground dry weight, antioxidant enzyme activity, osmoregulatory substances, chlorophyll content, and root activity all exhibited a trend of first rising and then falling as the salicylic acid soaking concentration increased. The MDA content first decreased and then increased with the increasing of salicylic acid soaking concentration. It was discovered that the optimal concentration of 0.25 mmol/L salicylic acid for seed soaking had the best regulatory effect on Longli 1 under salt stress, while the optimal concentration of 0.10 mmol/L salicylic acid for seed soaking had the best regulatory effect on Longli 4 under salt stress.

Keywords: Quinoa; Seed soaking with salicylic acid; Salt stress; Seed germination; Seedling growth

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本文引用格式

景茂雅, 张子玉, 张萌, 合佳敏, 严翻翻, 高艳梅, 张永清. 水杨酸浸种对盐胁迫藜麦种子萌发及幼苗生长的影响. 作物杂志, 2025, 41(1): 194-201 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.01.024

Jing Maoya, Zhang Ziyu, Zhang Meng, He Jiamin, Yan Fanfan, Gao Yanmei, Zhang Yongqing. Effects of Seed Soaking with Salicylic Acid on Seed Germination and Seedling Growth of Quinoa under Salt Stress. Crops, 2025, 41(1): 194-201 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.01.024

土壤盐渍化已经成为全球面临的重大问题。目前,分布在我国西北、华北及沿海地区的盐渍土中有农业开发潜力的土壤约占全国耕地面积的10%[1]。在各类盐渍土中,盐化土壤占有相当大的比例,这种土壤盐度高、结构差、养分低、蓄水能力弱,严重影响了植物种子萌发和幼苗生长[2]。研究表明,种子萌发和幼苗生长是植物生长周期中生理代谢最旺盛、最敏感的阶段[3],而盐胁迫可能会改变植株细胞的渗透调节机制,影响细胞膜结构和功能,不利于作物生长[4]。水稻种子经NaCl处理后,其发芽率、胚根长和胚芽长都显著降低[5]。石竹在100 mmol/L盐胁迫下种子发芽率被明显抑制,幼苗株高、干重和根长也呈下降趋势[6]。因此,筛选和种植耐盐作物,科学处理种子来提高其抗逆性,探究在盐胁迫下种子萌发和幼苗生长的响应机制,对于解决耕地面积不足及盐渍化日益严重的问题有重要意义。

藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)是苋科藜属的一种粮食作物,原产地位于南美安第斯山地区,从2008年起在我国进行了规模化种植[7],被称为最适宜人类的完美“营养黄金”、“超级谷物”。藜麦种子富含人体所必需氨基酸和微量元素,并具有一定的医用价值,有抗炎、抗氧化、抑制肥胖以及抑制癌症发展等功效[8-9],近年来备受关注。除此之外,藜麦具有较强的抗逆性,可适应干旱、盐碱、贫瘠和低温等多种逆境,尤其抗盐碱损害。有研究[10-12]表明,藜麦含有丰富的抗氧化物质和肽类物质,相比于其他农作物具有更强的光合调节能力,其叶片上的盐囊泡能将多余盐分分泌出体外,盐害严重时能关闭气孔,减少水分流失,以维持代谢的相对平衡。因此,藜麦在黄土高原地区有着重要的生态服务功能,可有效促进该地区盐渍土的开发利用,提高粮食产量,并具有涵养水源、保持土壤的功能,一定程度上可改善区内气候和地形地貌[13-14]。目前,有关藜麦的研究多集中在其营养含量和对逆境胁迫的响应机制上,对如何提高盐胁迫下不同耐盐性藜麦品种幼苗的抗逆性及其受损缓解机制的报道较少。

近年来,许多学者开展了外源物质对植物耐盐性的研究,表明利用外源物质对种子进行处理后播种可以降低植株氧化程度并提高其抗盐害能力[15]。水杨酸(salicylic acid,SA)又名邻羟基苯甲酸,作为一类小分子酚类化合物广泛存在于植物体内,它可以促进植物对干旱、重金属、盐碱等多种胁迫下的抗性反应,维持植物的正常生长发育[16-17]。Siddique等[18]指出利用适当浓度的化学物质浸种可以提升种子在盐胁迫下的存活率并促进幼苗生长。连鹤娜等[19]发现,经适当水杨酸浓度浸种后的醉马草种子发芽率、发芽势和活力指数显著上升。王立红等[20]对盐胁迫下的棉花种子用水杨酸处理后发现,低浓度浸种可以提高棉花幼苗株高、干物质积累量和叶绿素含量,有效缓解盐胁迫带来的伤害,促进植物生长。董静等[21]通过对马齿苋种子浸种处理后也证实了适宜浓度范围内水杨酸浸种利于种子发芽,并能增强幼苗的抗逆性,但高浓度处理反而会加重盐害,抑制植物生长发育。但水杨酸浸种对在盐胁迫下的藜麦种子萌发和幼苗生长的影响与调控机制却鲜有报道。因此,本试验通过研究水杨酸浸种对盐胁迫下不同耐盐性藜麦种子萌发与幼苗各项指标的影响,分析水杨酸对藜麦盐害后的缓解机制和浸种最适浓度,为盐渍地藜麦种植和抗逆性研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用经王志恒等[22]抗性检验后的2个耐盐能力不同的藜麦品种陇藜1号(L1,盐敏感型品种)和陇藜4号(L4,耐盐型品种),2个品种均由甘肃省农业科学院提供。栽培基质中加尿素(含N 46%)0.15 g/kg、氯化钾(含K2O 52%)0.1 g/kg、过磷酸钙(含P2O5 15%)0.2 g/kg。

1.2 试验设计

1.2.1 试验处理

试验于2023年4月在山西师范大学防雨棚中进行,试验采用二因素完全随机设计,以蒸馏水处理为对照(CK),并设置不同浓度水杨酸浸种+盐胁迫处理,浸种浓度分别为0(S1)、0.10(S2)、0.25(S3)、0.50(S4)、1.00 mmol/L(S5),盐浓度为200 mmol/L[23],所用盐组分为NaCl。共6个水平,12个处理,重复3次,每个重复60粒种子。

1.2.2 种子处理及发芽试验

选取健康饱满、大小一致的藜麦种子,用质量分数3%的H2O2溶液消毒15 min,再使用蒸馏水反复冲洗至干净。将消毒后的种子分别加入等量不同浓度水杨酸溶液,所有处理浸种时间均为24 h,CK和S1处理组用蒸馏水处理。浸种完成后,将其排列于铺有双层滤纸、直径9 cm的培养皿中,除去CK组加入蒸馏水,其余处理组加入等量浓度的盐溶液,之后放置于25±1 ℃的光照培养箱中培养。发芽阶段保证滤纸湿润、盐分浓度恒定,每2 d更换1次滤纸。每天观察并记录各处理种子萌发数量,发芽标准为胚根长度大于2 mm,直至种子不再发芽。

1.2.3 幼苗生长试验

试验在山西师范大学试验基地内进行。将消毒后的种子放置在不同浓度的水杨酸溶液浸种后进行常规播种,播种于装有4 kg沙土的营养钵(规格20 cm×17 cm×20 cm),每盆30粒种子,每个处理5次重复。播种后正常浇水,四叶一心时期定苗,每盆留存5株,之后除对照(CK)继续正常浇水外,其余处理均用200 mmol/L盐溶液浇灌,为避免自上而下灌水使得盐分集中,在营养钵中放入聚氯乙烯(PVC)管作注水管,自下而上灌水,试验期间2种灌水方式交替进行。待幼苗培养至第26天,每个处理选取长势一致的藜麦全株测定幼苗相关生理生化指标。

1.3 测定指标与方法
1.3.1 发芽指标

根据以下公式计算发芽相关的指标[24]

发芽势(%)=(前5 d发芽种子数/供试种子数)×100;

发芽率(%)=(末期发芽种子数/供试种子数)×100;

发芽指数=∑(Gt/Dt),式中,Gt表示t日内的发芽数,Dt表示相应的发芽天数。

1.3.2 幼苗生长及生理指标

用米尺测株高,每个处理取5株从根茎结合部分开地上部和根系,将根系采集后用根系扫描仪测定根系总长度,将地上部烘干后立即测定干物质量。

参照李小方等[25]方法,采用NBT法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性;用愈创木酚法测定过氧化物酶(POD)活性;用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量;用水合茚三酮法测定脯氨酸含量;用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量;用蒽酮比色法测定可溶性糖含量;用乙醇直接浸提法测定叶绿素含量;用氯化三苯基四氮唑(TTC)还原法测定根系活力。

1.4 数据处理

采用Excel 2010进行数据整理,运用SPSS 17.0进行方差分析及相关性分析,利用OriginPro 2021绘图。

2 结果与分析

2.1 水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦种子萌发的影响

表1可知,盐胁迫对藜麦种子发芽均有显著影响。在盐胁迫下浸种后,2个藜麦品种的发芽率、发芽势和发芽指数均随水杨酸浸种浓度的增加呈先升后降的趋势。L1各指标均在S3处理下达到最大值,且与CK处理之间无显著差异,发芽率、发芽势和发芽指数较S1处理分别提高9.1%、10.2%、24.1%。L4各指标在S2处理下达到最大值,各指标与CK处理无显著差异,发芽率和发芽势较S1处理分别提高8.1%和6.4%。由此可见,水杨酸对盐胁迫的缓解效果因藜麦耐盐能力而不同,0.25 mmol/L水杨酸浸种浓度(S3)对缓减盐胁迫下陇藜1号种子发芽效果最佳,而0.10 mmol/L水杨酸浸种浓度(S2)对陇藜4号种子效果最佳。

表1   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦种子萌发的影响

Table 1  The effects of salicylic acid soaking seeds on the germination of quinoa seeds under salt stress

品种
Variety
处理
Treatment
发芽率
Germination
rate (%)
发芽势
Germination
vigor (%)
发芽指数
Germination
index
L1CK92.2±0.0ab88.7±0.0a68.2±3.6a
S185.0±0.0de82.3±0.0b59.3±4.4a
S288.9±0.0bc86.7±0.0a61.8±3.9a
S392.7±0.0a90.7±0.0a73.6±5.9a
S487.8±0.0cd87.3±0.0a60.8±1.6a
S583.9±0.0e81.0±0.0b58.3±1.4a
L4CK95.6±0.0a92.7±0.0a72.2±1.6a
S188.9±0.0b87.7±0.0b60.2±1.1b
S296.1±0.0a93.3±0.0a72.7±4.6a
S391.7±0.0b89.3±0.0b68.5±1.9ab
S488.9±0.0b87.3±0.0b59.0±0.6b
S580.0±0.0c79.0±0.0c47.9±1.4c

不同小写字母表示不同处理间差异显著(P < 0.05)。下同。

Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments (P < 0.05). The same below.

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2.2 水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦幼苗生长的影响

2.2.1 对株高和根长的影响

表2可知,盐胁迫对2个品种藜麦幼苗株高和根长有明显影响,与盐敏感品种相比,耐盐品种L4的株高更高,根长表现则相反。在盐胁迫下浸种后,2个品种藜麦株高和根长随水杨酸浸种浓度增加呈先升后降的变化趋势。L1的株高和根长均在S3处理下达到最大值,较S1处理分别提高了24.5%和18.1%。L4的株高和根长均在S2处理下达到最大值,较S1处理分别提高了27.5%和26.2%。2个品种高浓度浸种处理(S5)较S1均显著降低了株高和根长。由此表明,用适宜浓度(0.10~0.50 mmol/L)水杨酸处理才能缓解藜麦株高受盐胁迫程度,促进藜麦总根长增加,以吸收更多水分和营养物质。

表2   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦株高与根长的影响

Table 2  Effects of salicylic acid soaking seeds on plant height and root length of quinoa under salt stress cm

品种Variety处理Treatment株高Plant height根长Root length
L1CK20.5±0.3a11.3±0.4b
S117.1±0.7b13.3±0.3ab
S220.1±0.3a14.5±0.5a
S321.4±0.6a15.7±0.3a
S419.3±0.5ab14.4±1.1a
S517.1±1.0b11.6±0.3b
L4CK23.0±0.9a8.3±0.2d
S118.3±0.7b10.7±0.3c
S223.3±0.6a13.6±0.5a
S321.2±0.7ab12.2±0.2b
S418.1±1.1b10.5±0.4c
S512.5±0.6c7.1±0.4d

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2.2.2 对幼苗地上部干重的影响

图1可知,盐胁迫显著降低了2个品种藜麦幼苗的地上部干重,耐盐品种的地上部干物质量明显高于盐敏感品种。在盐胁迫下浸种后,2个品种藜麦的地上部干重随浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势。L1在S3处理下达到最大值,较S1处理提高了43.1%。L4在S2处理下达到最大值,较S1处理提高了27.2%。L4品种在S5处理下最低,较S1显著下降了26.1%。由此可见,盐胁迫会降低藜麦地上部干物质积累量,用浓度0.10~0.50 mmol/L水杨酸处理后能不同程度地缓解这种情况,但浸种浓度1.00 mmol/L反而会抑制藜麦地上部干物质量的积累。

图1

图1   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦地上部干重的影响

不同小写字母表示在P < 0.05水平上显著差异。下同。

Fig.1   Effects of salicylic acid soaking seeds on the aboveground dry weight of quinoa under salt stress

Different lowercase letters indicate significant difference at P < 0.05 level. The same below.


2.3 水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦幼苗生理指标的影响
2.3.1 对抗氧化酶活性的影响

图2可知,盐胁迫会导致2个品种藜麦幼苗的SOD、POD活性增大,与盐敏感品种L1相比,耐盐品种L4的SOD、POD活性更高。在盐胁迫下浸种后,2个品种的藜麦幼苗SOD、POD活性随水杨酸浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势。L1的2种抗氧化酶活性在S3处理下达到最大值,SOD、POD较S1分别提高了44.5%、94.6%,其他浓度的水杨酸处理也可不同程度提高L1的抗氧化酶活性。L4品种2种抗氧化酶活性均在S2处理下达到最大值,SOD、POD活性较S1分别提高了16.3%、39.1%,而在S5处理下的SOD和POD活性相比于S1均显著下降,分别下降了23.1%和31.0%。由此表明,在盐胁迫下,藜麦的抗氧化酶活性增大,以增强抗逆性,浓度0.10~0.25 mmol/L水杨酸处理后会使抗氧化酶活性进一步加强,更好地缓解盐胁迫带来的伤害,以适应逆境。

图2

图2   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦幼苗抗氧化酶活性的影响

Fig.2   Effects of salicylic acid soaking seeds on antioxidant enzyme activity of quinoa seedlings under salt stress


2.3.2 对MDA含量的影响

图3可知,盐胁迫显著升高了2个品种藜麦幼苗MDA含量。在盐胁迫下浸种后,2种藜麦幼苗的MDA含量随水杨酸浸种浓度的增大呈先降后升的变化趋势。L1的MDA含量在S3处理下最小,较S1下降了40.3%,其余浸种浓度下的MDA较S1处理也有不同程度下降。L4在S2处理下最小,较S1下降了38.4%。整体来看,盐敏感性品种L1的MDA含量大于耐盐品种L4。由此表明,盐胁迫会导致藜麦幼苗MDA含量升高,浸种处理后能有效降低幼苗MDA含量,缓解盐胁迫的伤害。

图3

图3   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦幼苗MDA含量的影响

Fig.3   Effects of salicylic acid soaking seeds on MDA content of quinoa seedlings under salt stress


2.3.3 对渗透调节物质的影响

图4可知,盐胁迫对2种藜麦幼苗的各渗透调节物质含量均有明显影响,与盐敏感品种L1相比,耐盐品种L4的脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量更高。在盐胁迫下用水杨酸浸种后,2个藜麦品种幼苗的脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量均随水杨酸浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势。L1各渗透调节物质含量均在S3处理下达到最大值,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量较S1分别提高了50.0%、90.0%、50.9%。L4各渗透调节物质含量在S2处理下达到最大值,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量较S1分别提高了50.0%、46.4%、54.2%,而S5处理下的脯氨酸和可溶性糖含量较S1显著下降,降幅分别为24.9%和25.1%。由此表明,盐胁迫和低浓度水杨酸浸种会使藜麦幼苗的渗透调节物质增加,增强幼苗抗逆性,水杨酸浸种浓度1.00 mmol/L时会产生抑制效果。

图4

图4   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦幼苗渗透调节物质的影响

Fig.4   Effects of salicylic acid soaking seeds on osmotic regulating substances of quinoa seedlings under salt stress


2.3.4 对叶片叶绿素含量的影响

图5可知,盐胁迫显著影响了2个品种藜麦幼苗叶片叶绿素含量,与盐敏感品种相比,耐盐品种的叶绿素含量更高。在盐胁迫下浸种后,2个品种藜麦幼苗叶绿素含量随浸种浓度增大呈先升后降变化趋势。L1的叶绿素含量在S3处理下达到最大值,较S1处理提高了54.4%。L4在S2处理下达到最大值,较S1处理提高了45.4%,2个品种藜麦浸种处理后的叶绿素含量最大值均与CK处理无显著差异。由此表明,盐胁迫会使藜麦幼苗叶片叶绿素含量降低,这种抑制效果盐敏感性品种会大于耐盐品种,浓度0.10~0.50 mmol/L水杨酸处理能不同程度地调节幼苗叶片叶绿素含量,缓解盐胁迫带来的光合抑制。

图5

图5   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦幼苗叶片叶绿素含量的影响

Fig.5   Effects of salicylic acid soaking seeds on chlorophyll content in leaves of quinoa seedlings under salt stress


2.3.5 对根系活力的影响

图6可知,盐胁迫显著增加了2个品种藜麦幼苗的根系活力,盐敏感品种L1的根系活力高于耐盐品种L4。在盐胁迫下用水杨酸浸种后,根系活力随浸种浓度增大呈先升后降变化趋势,L1根系活力在S3处理下达到最大值,较S1处理提高了55.4%。L4在S2处理下达到最大值,较S1提高了48.4%,S5处理显著低于S1,下降了36.5%。由此表明,在受盐胁迫时,2个品种的藜麦幼苗根系活力均提高,以促进根吸收能力,浸种处理会使根吸收能力进一步提高,保证藜麦在盐胁迫下也能正常生长。

图6

图6   水杨酸浸种对盐胁迫下藜麦幼苗根系活力的影响

Fig.6   Effects of salicylic acid soaking seeds on root activity of quinoa seedlings under salt stress


3 讨论

3.1 水杨酸浸种与盐胁迫下藜麦种子的萌发

种子萌发阶段易受水分、温度、盐化等外界环境干扰[26-27]。在盐胁迫下,种子发芽率会因为NaCl溶液使细胞渗透作用加强,破坏了细胞质膜,造成种子脱水,导致萌发过程受到抑制[28]。本研究显示,水杨酸浸种后种子萌发情况会表现出双重效应,低浓度处理会促进萌发,高浓度处理会产生抑制作用,这与夏方山等[29]研究结果基本一致。本试验中盐敏感品种L1最适浸种浓度为0.25 mmol/L,耐盐品种L4最适浸种浓度为0.10 mmol/L。由此看来,0.10~0.25 mmol/L水杨酸浸种能缓解藜麦种子因盐害造成的细胞质膜损伤,增加种子吸水量和吸水速率,增强抗逆性。

3.2 水杨酸浸种与盐胁迫下藜麦幼苗的生长

植物幼苗期生命活动旺盛,抵御不良环境的能力差,当遭遇胁迫时,它们的生长速度会减慢,幼苗期的生存状况决定着植物是否能在逆境下存活[30]。本研究表明,在盐胁迫下藜麦幼苗的株高和地上部干重会被抑制,低浓度水杨酸浸种后会减缓这种抑制效果,促进幼苗地上部的生长发育。根系作为植株吸收必要生存物质的关键器官,根系形态特征是评价植物抗逆性的重要指标[31]。本试验中藜麦幼苗受盐胁迫后根系明显伸长,利于在胁迫下吸收更多土壤水分和营养元素,以缓解盐害,水杨酸浸种则进一步促进了藜麦幼苗根的伸长,增强根吸收能力,使其更好适应不良环境。其中盐敏感品种L1用0.10~0.50 mmol/L、耐盐品种L4用0.10~0.25 mmol/L的水杨酸浓度浸种均可促进根伸长,超过藜麦对水杨酸的耐受范围则未见促进作用,这与黄玉梅等[32]研究水杨酸对盐胁迫下百日草幼苗生长的影响基本一致。另外,与地上部相比,水杨酸更能有效地促进根系生长,这可能是因为根系对于水杨酸和盐胁迫更敏感,因此影响了地上部发育[33]

3.3 水杨酸浸种与盐胁迫下藜麦幼苗的生理特性

在逆境胁迫下,植物代谢紊乱,发生氧化反应,造成膜系统破坏,SOD和POD作为植株体内抗氧化的关键酶,可以调节活性氧代谢,保护细胞膜[34-35]。本研究显示,2个品种藜麦幼苗的抗氧化酶活性在盐胁迫下显著升高后又随浸种浓度的增加呈下降趋势,说明藜麦幼苗在盐胁迫和低浓度浸种处理时,能提高自身抗氧化酶活性来消除质膜过氧化物和小分子降解物,缓解细胞膜氧化反应。这是因为水杨酸可以调控植物中的信号分子H2O2并使其积累,而H2O2可以促进SOD、POD等抗氧化酶的合成,并诱导防卫基因的表达,使植物抗氧化能力增强,这被称为H2O2诱导机制[36-37]。这与张红[38]研究结果一致。而高浓度的水杨酸浸种会使植株内活性氧产物增加,造成膜系统破坏难以恢复,抗氧化酶活性因此下降,这与段辉国等[39]用水杨酸浸种后青稞幼苗体内的SOD、POD活性变化一致。

MDA是植物在逆境下生成的细胞膜过氧化物,它的含量可以反映植物受迫害程度,一般呈正相关关系[40]。本研究显示,2个藜麦品种幼苗受盐胁迫后MDA含量显著上升,这说明藜麦受到了盐害,产生了多余的细胞膜过氧化产物。经不同浓度水杨酸浸种后MDA含量有了不同程度下降,0.10~ 0.25 mmol/L浸种效果最佳,能有效缓解藜麦幼苗所受损伤,清除多余氧化产物,修复膜系统。

渗透调节是指当植物处于盐渍、干旱、高温等逆境时,植物体内可以主动合成渗透调节物质来提高细胞液浓度,提高细胞保水能力,保证细胞渗透平衡[41-42]。本研究显示,2个藜麦品种幼苗脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量在盐胁迫下均显著上升,说明藜麦会以此响应盐胁迫,维护自身的生长发育,这与钱玥等[43]研究结果一致。经水杨酸处理后,L1和L4品种的渗透调节物质分别在0.25、0.10 mmol/L最高,达到峰值后开始下降,这说明适宜浓度的外源物质处理才有利于膜透性,否则会破坏细胞代谢能力,影响渗透调节物质积累,这与庞春花等[44]研究结果一致。水杨酸具有在盐胁迫下进一步增加渗透调节物质的功能,使藜麦幼苗获得了较强的耐盐能力。

叶绿素是植物进行光合作用时必要的催化剂,直接影响着植物对光的吸收、利用和运转。前人[45]研究表明,植株光合作用对盐胁迫异常敏感,盐胁迫下植物干重降低、生长受限是因为盐胁迫增加了叶绿素酶活性,加快叶绿素降解,显著抑制了植株叶片光合生理,这与本研究结果一致。本研究用0.10~0.50 mmol/L水杨酸处理后2个藜麦品种幼苗的叶绿素含量有不同程度升高,能有效缓解叶片中叶绿素的降解,提高了藜麦幼苗在逆境下的光合能力和光合产物的积累。

植物遭受盐害后最直接的受害部位就是根系,根系活力的大小反映着根的健康状况和吸收能力,对植物耐盐能力至关重要。本研究显示,2个藜麦品种幼苗受盐胁迫后根系活力显著上升,有利于侧根生长并增加根尖吸收功能,以响应不良环境,满足生存所需条件,这与严青青等[46]研究结果相似。水杨酸处理明显增加了藜麦幼苗根系活力。整体来看,相同浓度水杨酸处理下盐敏感品种L1较耐盐品种L4根系活力涨幅更高,可能是因为盐敏感品种更易受盐胁迫和水杨酸影响。

4 结论

盐胁迫会抑制2个藜麦品种种子萌发和地上部生长。低浓度水杨酸浸种后会有效缓解盐害对藜麦种子萌发、幼苗生长的抑制,0.25 mmol/L水杨酸浸种对盐敏感品种陇藜1号缓解效果最佳,0.10 mmol/L水杨酸浸种对耐盐品种陇藜4号缓解效果最佳。

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盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长的全基因组关联分析

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【目的】解析甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的调控位点,筛选油菜耐盐性相关的候选基因,可为油菜耐盐性改良提供依据。【方法】以317份具有代表性的甘蓝型油菜自交系为材料,在正常生长和盐胁迫条件下进行沙培鉴定,利用芸薹属60K SNP芯片和全基因组关联分析鉴定正常生长与盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴长度显著关联的SNP,并确定其连锁不平衡区间。通过区间内基因的功能注释及盐胁迫下油菜幼苗根和叶片转录组差异表达基因筛选连锁不平衡区间内的重要候选基因,并以实时荧光定量PCR分析候选基因的组织特异性和盐胁迫诱导表达模式,提高候选基因筛选的准确性。【结果】正常生长和盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长在不同材料间变异较大,频次分布表明目标性状均为数量性状,受多基因调控。全基因组关联分析模型比较表明,MLM+P+K模型为最优模型。以此模型对目标性状进行全基因组关联分析,检测到45个显著关联SNP,其中40个与下胚轴长度显著关联,5个与根长显著关联,单个SNP解释的表型变异分别为9.12%&mdash;14.46%和7.67%&mdash;8.93%。重复检测的显著相关SNP中,值得注意的是C04染色体的rs8970,同时与4个性状显著关联,表型贡献率为7.67%&mdash;12.35%,是唯一在下胚轴长和根长间重复检测到的显著关联SNP。11个重要关联SNP中有6个位于10&mdash;442 kb的连锁不平衡区块中。转录组分析表明,11个连锁不平衡区间共包含447个基因,其中15个受盐胁迫诱导表达。转录组和基因功能注释综合分析表明,BnaSRO1、BnaPAGR2、BnaNPH3、BnaMYB124、BnaSAM-Mtase、BnaBIN2、BnaUMAMIT11、BnaEXPA7、BnaRPT3、BnaEF-hand和BnaF3H很可能为各自区间的候选基因。实时荧光定量PCR结果证实除BnaNPH3外,其他基因均在根或下胚轴中受盐胁迫诱导上调表达。组织特异性分析还发现BnaUMAMIT11、BnaPAGR2和BnaEXPA7主要在萌发的根和下胚轴中特异表达,BnaRPT3、BnaBIN2和BnaMYB124虽然呈组成型表达,但在萌发阶段的下胚轴中表达量最高,证实这些基因很可能参与油菜发芽期根和下胚轴生长发育及耐盐性的调节。【结论】全基因组关联分析共鉴定出45个控制油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的显著关联SNP。连锁不平衡、转录组和基因功能注释综合分析初步鉴定出11个重要候选基因。

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通过对不同浓度盐胁迫下石竹种子萌发特性、幼苗生长和生理特性等指标的测定,研究盐胁迫对石竹种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明:50 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫对石竹种子萌发无显著影响,100、150、200和250 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫显著抑制石竹种子发芽,且浓度增加抑制作用变强。50、100和150 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫对植株幼苗茎粗有显著促进作用,200 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫对茎粗影响不显著,250 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫显著抑制茎粗生长;叶长、叶宽、根长和单株干重在50 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫下正常生长,在其余胁迫处理下被显著抑制。幼苗游离脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛的含量随盐胁迫浓度的增加而升高,可溶性糖含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性随盐胁迫浓度的增加呈先升高后下降的趋势,可溶性糖含量在100 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫下含量达到最高,过氧化物酶和过氧化氢酶活性在150 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫下活性最大,盐胁迫显著抑制超氧化物歧化酶活性。石竹有一定的抗盐胁迫能力,可在50 mmol·L<sup>-1</sup>盐胁迫下正常萌发生长,高浓度盐胁迫下石竹种子萌发和幼苗生长受到抑制。

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不同产地藜麦籽氨基酸组成及其营养价值评价

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该研究采用甘肃天祝(LM1)、青海格尔木(LM2)、河北沽源(LM3)和山西静乐(LM4)产的4种藜麦作为研究材料,使用了多种营养成分测定方法,包括凯氏定氮法、索氏抽提法及灼烧法。同时,结合氨基酸评分和化学评分,分析了不同产地藜麦的蛋白质、脂肪、淀粉、灰分、钙、铁、锌、硒、多酚、黄酮、花青素和皂苷含量,以及氨基酸组成。研究结果显示,不同产地的藜麦在营养组成方面相似,其中淀粉含量最高,但各个营养素的含量存在明显差异。LM4的总蛋白含量最高,淀粉含量最低,表现优于其他产地的藜麦,适用于蛋白质类产品的开发。在矿质元素方面,LM1藜麦富含钙、铁和锌元素,可用于藜麦食品、膳食补充剂和各类食品配料的开发,以满足人们对这些元素的需求。此外,LM4中的活性成分含量最高,适合作为功能性食品原料进行开发。在4种藜麦中,检测到17种氨基酸,其中LM4的总氨基酸和必需氨基酸含量最高。综合氨基酸评分和化学评分的结果,蛋氨酸被确定为4种藜麦原料的限制性氨基酸。因此,在产品开发过程中,需要通过营养强化或原料搭配来确保产品的营养品质。该研究的结果将为藜麦加工、功能成分提取以及相关产品的开发提供有力依据。

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干旱胁迫对藜麦幼苗组织解剖结构和生理特性的影响

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为探究藜麦幼苗不同组织对干旱胁迫的响应,本试验采用盆栽方法设定不同田间持水量(100%、50%、25%)和不同处理时间(0、48、96 h),分别对藜麦幼苗根、茎、叶组织的解剖结构、脯氨酸含量以及吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、脯氨酸脱氢酶(PDH)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性进行检测和分析。结果表明,与100%田间持水量相比,随着田间持水量的降低及处理时间的延长,藜麦根直径、表皮厚度均呈增长趋势,最大分别增加了9.1%和64.9%;茎组织各指标值呈逐渐降低趋势,其中髓腔直径最大降低了55.6%;叶片组织各指标值也在25%田间持水量处理96 h后达到最低值;根、茎、叶3种组织中脯氨酸含量及P5CS活性均呈逐渐上升趋势;叶中脯氨酸积累量高于茎和根,叶和茎中PDH活性呈逐渐降低趋势,而在根中则逐渐升高;根、茎、叶中3种酶活性在不同处理下表现不同,其中叶和茎中3种酶活性在50%田间持水量处理96 h后达到最高,根中3种酶则在25%田间持水量处理96 h后仍维持较高活性。总之,藜麦幼苗可通过增加根粗来抵御一定的干旱胁迫,可通过提高体内脯氨酸含量、P5CS活性及抗氧化酶活性提高抗旱性;且根在干旱下的形态及生理反应不同于叶和茎。本研究为藜麦的抗逆性机制研究提供了一定的理论依据。

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外源物质对水稻盐胁迫缓解效应研究进展

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盐胁迫是影响水稻生长发育和产量的主要非生物因素之一,外源物质能有效缓解盐对水稻的毒害作用并增加水稻产量。本文主要综述了不同外源物质(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类外源生长调节物质以及钙、硅离子类外源物)对盐胁迫下水稻生长的不同调控机理及其缓解效应,并进一步对外源物质在水稻耐盐上的利用与研究工作进行了展望,以期为改善盐渍土环境下水稻的生长发育以及提高产量和品质提供理论依据。

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为研究不同浓度脱落酸、壳聚糖和水杨酸喷施对低温胁迫下柱花草叶片生理指标和叶绿素荧光特性的影响,以播种50 d的幼苗为试验材料,叶面喷施法处理后,于光照培养箱中连续进行7 d低温(昼夜温8 ℃/5 ℃),2 d常温(昼夜温28 ℃/25 ℃)处理。结果表明,不同浓度外源物质喷施使低温下柱花草叶片光合色素含量、抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量显著增加;寒害指数、相对电导率、丙二醛含量显著降低,继续2 d常温处理后,各项指标有所回升。经300 mg·L<sup>-1</sup>壳聚糖、0.4 mmol·L<sup>-1</sup>水杨酸和10 mg·L<sup>-1</sup>脱落酸处理的植株,叶绿素荧光参数的最大光化学效率(F<sub>v</sub>/F<sub>m</sub>)、电子传递量子产额(φE<sub>0</sub>)、性能参数(PI<sub>ABS</sub>)分别显著升高了80.88%~122.57%、119.87%~170.53%和271.77%~580.49%;用于热耗散量子比率(φD<sub>0</sub>)显著降低了26.39%~37.10%。经隶属函数法综合评价,壳聚糖、脱落酸、水杨酸提高柱花草低温耐受性的最佳诱导浓度分别为:300 mg·L<sup>-1</sup>,10 mg·L<sup>-1</sup>,0.4 mmol·L<sup>-1</sup>。在3种外源物质中,300 mg·L<sup>-1</sup>壳聚糖处理可显著提高叶绿素含量和光系统Ⅱ(PSⅡ)的活性,减少热耗散,对缓解低温胁迫对柱花草的伤害效果最为显著。

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本研究报道了不同浓度NaCl处理对藜麦种子萌发及幼苗生理特性的影响,以确定藜麦的耐盐阈值,为藜麦在盐渍土地种植提供理论依据。结果表明,不同浓度NaCl处理对藜麦种子萌发和幼苗生理特性均产生显著影响,主要表现为,1)随着NaCl浓度的升高,藜麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈逐渐降低的趋势,当NaCl浓度达到3.0%时,藜麦种子几乎不发芽;2)幼苗叶片含水量逐渐降低,可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量、相对电导率及O<sub>2</sub><sup>-&#x000b7;</sup>产生速率呈逐渐升高的趋势,叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在NaCl浓度为1.8%时达到最大值,而后随着NaCl浓度的升高呈降低的趋势;3)NaCl胁迫显著抑制了藜麦幼苗株高、茎粗的增加,根长的生长随着NaCl浓度的升高呈先增加后减少的趋势,在NaCl浓度为1.8%时根长最长,达到11.73 cm。说明低浓度(&#x02264;1.8%)NaCl处理对藜麦幼苗生长具有促进作用,而高浓度的NaCl处理则对其有抑制作用。藜麦耐盐阈值为1.8%。

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以百日草品种&#x0201c;芳菲1号&#x0201d;为试材,在100 mmol/L NaCl胁迫处理下,研究了不同浓度(0, 0.5, 1.0, 1.5和2.0 mmol/L)水杨酸浸种对百日草种子萌发以及不同浓度水杨酸(SA)注根和叶面喷施对幼苗生长及生理特性的影响。结果显示,SA一定程度上可以缓解盐胁迫对百日草种子萌发和幼苗生长的影响。其中,0.5, 1.0, 1.5 mmol/L SA处理的种子具有较高的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数;幼苗株高、茎粗、根冠比增加;叶片叶绿素含量明显升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性以及脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均变高,丙二醛(MDA)含量降低。表明0.5~1.5 mmol/L的SA处理通过促进百日草叶片叶绿素合成,保护其光合作用,维持了植物的正常生长;同时,通过调节百日草抗氧化及抗渗透胁迫能力,有效缓解了盐毒害,尤其以1.0 mmol/L效果最佳,2.0 mmol/L的SA处理未见有明显缓解。

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Salicylic acid (SA) has an important role in drought-tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) but its relevance to the salinity-tolerance is not well understood. In the present study, possible roles of SA and salinity responses were examined using two wheat cultivars i.e., drought-tolerant Sakha-69 and drought-sensitive Gemaza-1, exposed to 150 mM NaCl. Parameters were determined for growth i.e. fresh or dry mass (FM, DM), osmotic concentration (OC) of organic/inorganic solute, leaf relative water content (LRWC), photosynthesis pigment content (PPC), and selective antioxidant system (AOS) enzyme/molecule that might be involved in the stress remediation. Sakha-69 exhibited salinity tolerance greater than Gemaza-1 and SA ameliorated their salinity stresses like drought stress, suggesting that a common tolerant mechanism might be involved in the stresses. Salinity decreased root growth by 44-52% more strongly than shoot (36-41%) in FM or those in DM (32-35%). SA ameliorated root growth (40-60%) more efficiently than shoot (6-24%) for DM/FM. These results suggested that salinity and SA might target sensitive roots and hence influencing shoot functions. In fact, salinity reduced PPC by 10-18%, LRWC by 16-28%, and more sensitively, OC of inorganic solutes (K, Ca, Mg) in shoot (19-36%) and root (25-59%), except a conspicuous increase in Na, and SA recovered all the reductions near to control levels. SA and salinity increased additively most parameters for OC of organic solutes (sugars and organic acids) and AOS (glutathione and related enzyme activities), like drought responses. However, SA decreased the Na and proline contents and catalase activity in a counteracting manner to salinity. It is concluded from this experiment that SA-mediated tolerance might involve two mechanisms, one specific for minerals in root and the other related to drought/dehydration tolerance governed in the whole module systems.

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硅对镉胁迫下水稻苗期抗氧化酶系统及镉离子吸收和转运相关基因表达水平的影响

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【目的】 探究在镉(Cadmium,Cd)胁迫下,外源硅(Silicon,Si)对水稻株高、干物质量、抗氧化酶系统及对Cd<sup>2+</sup>相关基因表达水平的影响,以期为阐明Si缓解Cd对水稻毒害作用机理提供理论依据。【方法】 以辐品36(FP36)和中嘉早17(ZJZ17)为研究对象,通过设置不同Cd胁迫浓度(0、5 &#x000B5;mol/L)和Si处理(0、10 &#x000B5;mol/L、1 mmol/L)进行水培实验,重点分析处理后水稻农艺性状和抗氧化酶活性,以及Cd<sup>2+</sup>吸收、转运相关基因表达水平的差异。【结果】 Cd胁迫可以显著抑制水稻株高、干物质量和抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性;但Si能有效缓解Cd毒害,显著提高水稻生物量,增强抗氧化酶活性,其中1 mmol/L Si缓解效果更佳。此外,Si还能有效增加可溶性蛋白并降低MDA含量。Cd胁迫显著增加了FP36和ZJZ17不同组织的重金属含量,其中,根系中Cd积累量显著高于地上部。在添加较低浓度Si(10 &#x000B5;mol/L)后,水稻根系和地上部Cd含量无显著差异;但1 mmol/L Si能显著降低水稻根系和地上部Cd含量。OsNRAMP1、OsNRAMP5、OsIRT1、OsHMA2、OsHMA3等Cd<sup>2+</sup>吸收和转运相关基因的表达水平在镉胁迫和Si处理后呈不同的变化趋势。其中,OsNRAMP1、OsIRT1、OsHMA2的表达量受Cd胁迫影响有所上调,OsNRAMP5表达量呈下调趋势,而OsHMA3则无显著变化。而外源添加1 mmol/L Si可显著下调上述Cd<sup>2+</sup>吸收和转运相关基因的表达水平,重金属镉积累量下降。【结论】 Si通过改善水稻的农艺性状、激活抗氧化系统,以及调控重金属Cd<sup>2+</sup>吸收和转运相关基因的表达水平来缓解镉对水稻的毒害作用。

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浸种对盐胁迫下白三叶种子萌发及抗盐性的影响

草地学报, 2023, 31(1):140- 147.

DOI:10.11733/j.issn.1007-0435.2023.01.016      [本文引用: 1]

以白三叶(Trifolium repens L. 'Haifa’)为研究对象,研究了0.8 mmol·L<sup>-1</sup> 胺鲜酯(DA-6)浸种处理对白三叶种子在盐胁迫条件下萌发的影响,并对DA-6诱导的耐盐机理进行初步研究,为白三叶的栽培管理提供参考。结果表明,DA-6浸种显著提高了盐胁迫下种子的发芽势、发芽率、活力指数、发芽指数、茎长和鲜干重(PPPP<0.05)。本研究表明DA-6浸种处理通过增强抗氧化防御并降低细胞氧化伤害,从而提高盐胁迫下白三叶种子的萌发特性和胁迫耐受性。

Nunez M, Mazzafear P, Mazorra L M, et al.

Influence of a brassinosteroid analogue on antioxidant enzymes in rice grown in culture medium with NaCl

Biologia Plantarum, 2003, 47(1):67-70.

[本文引用: 1]

刘鹏程, 王辉, 程佳强, .

NO对小麦叶片干旱诱导膜脂过氧化的调节效应

西北植物学报, 2004, 24(1):141-145.

[本文引用: 1]

张红.

硝普钠、24-表油菜素内酯\水杨酸浸种对盐胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

核农学报, 2012, 26(1):164- 169,181.

[本文引用: 1]

段辉国, 谢玉华, 倪祥银, .

水杨酸浸种对NaCl胁迫下青稞种子活力及抗盐性的影响

河南农业科学, 2012, 41(7):27-30.

[本文引用: 1]

&nbsp;用0、25、50、75、100mg/L 5种不同质量浓度的水杨酸(SA)浸种青稞种子,并以250mmol/L NaCl进行胁迫处理,研究SA对NaCl胁迫下青稞种子活力及抗盐性的影响。结果表明,在NaCl胁迫下青稞种子的萌发和幼苗生长都受到了抑制。质量浓度为25mg/L和50mg/L SA浸种能抑制NaCl胁迫下青稞种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、植株鲜质量、地上干质量、根干质量的下降,分别比未用SA处理组高出48.00%和28.00%、55.00%和25.00%、60.52%和35.42%、105.56%和45.20%、28.03%和7.22%、63.46%和21.15%、39.29%和10.71%,减轻了NaCl胁迫对青稞幼苗株高和根长及根数的不利影响。更高质量浓度的SA则不同程度增加了NaCl对青稞种子萌发的抑制作用。因此,适宜质量浓度的SA能够减轻NaCl胁迫对青稞种子萌发的伤害,提高在NaCl胁迫下青稞种子的萌发活力,以25mg/L SA浸种效果最好。&nbsp;

熊雪, 罗建川, 魏雨其, .

不均匀盐胁迫对紫花苜蓿生长特性的影响

中国农业科学, 2018, 51(11):2072-2083.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.11.005      [本文引用: 1]

【目的】土壤中的盐分通常存在不均匀分布的现象。已有的研究发现与均一盐胁迫环境相比,不均匀盐胁迫可以缓解盐分对植物的伤害。研究旨在了解植物对不均匀盐分胁迫的响应,作为对均匀盐分下植物生理的一个重要补充,为扩大盐碱地的利用和栽培管理措施提供参考依据。【方法】采用分根装置将紫花苜蓿(Medicago sativa)的根系分为两部分,设置无盐胁迫(0/0,各半根系所处环境NaCl浓度均为0)、半边根系环境NaCl浓度为0的不均匀盐胁迫系列(0/S:0/100、0/150、0/200和0/250)、半边根系NaCl浓度为50 mmol&middot;L<sup>-1</sup>的不均匀盐胁迫系列(50/S:50/100、50/150、50/200和50/250)以及两半根系环境NaCl浓度相同的均一盐胁迫系列(S/S:50/50、100/100、150/150、200/200和250/250)处理(&ldquo;/&rdquo;两边数值代表各半根系所处环境的盐胁迫状况,以NaCl浓度mmol&middot;L<sup>-1</sup>表示)。处理15 d后测定其植株生长速率、生物量、水分吸收、钠、钾离子浓度、丙二醛含量等指标,了解不同盐胁迫环境对紫花苜蓿生长的影响。【结果】盐胁迫抑制紫花苜蓿生长,植株生长速率、生物量、水分吸收下降,叶绿素含量降低,脯氨酸含量升高,膜质过氧化程度加大,叶片Na<sup>+</sup>浓度升高,K<sup>+</sup>浓度降低,表现为较低的K<sup>+</sup>/Na<sup>+</sup>。而不均匀盐胁迫0/S与50/S处理与均匀高盐处理S/S相比,植株生长速率和地上生物量分别增加了57.05%&mdash;369.34%和15.47%&mdash;42.57%,Na<sup>+</sup>浓度降低了15.85%&mdash;55.93%,缓解了Na<sup>+</sup>的毒害作用。且不均匀盐胁迫下70%&mdash;92%的水分吸收来自于无盐或低盐胁迫一侧根系,增加了整株植物的水分吸收。【结论】不均匀盐胁迫处理与均匀的高盐胁迫处理相比,增加了紫花苜蓿叶绿素含量,降低了膜质过氧化程度,通过调控Na<sup>+</sup>与K<sup>+</sup>的吸收维持叶片中相对较高的K<sup>+</sup>/Na<sup>+</sup>,并且无盐和低盐胁迫一侧根系表现出补偿性吸水和补偿性生长,进而促进了植物生长,增加了地上和地下生物量。在一定的浓度范围内,与均匀的高盐胁迫处理相比,不均匀盐胁迫环境下植株根系所处环境的盐分浓度差异越大其对盐害的缓解作用越显著。

Speroouli I, Moustakas M.

Interaction of proline, sugars, and anthocyanins during photosynthetic acclimation of Arabidopsis thaliana to drought stress

Journal of Plant Physiology, 2012, 169(6):577-585.

[本文引用: 1]

武俊英, 赵宝平, 刘景辉, .

葡萄糖浸种对NaCl胁迫下燕麦幼苗生长和渗透调节的影响

麦类作物学报, 2014, 34(7):983-989.

[本文引用: 1]

钱玥, 李思源, 饶良懿.

盐碱胁迫对菊芋渗透调节及抗氧化酶系统的影响

干旱区研究, 2023, 40(9):1465-1471.

DOI:10.13866/j.azr.2023.09.10      [本文引用: 1]

为揭示植物在盐碱胁迫下的生理响应,选择菊芋(Helianthus tuberosus)为研究对象,设置营养土组(CK)、轻度盐碱土组(LS)和中度盐碱土组(MS)3个不同处理,研究不同盐碱胁迫强度下菊芋有机渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶系统活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物歧化酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]等生理指标的变化。研究结果表明:(1) 不同盐碱胁迫强度下菊芋叶片可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白等有机渗透调节物质含量均出现增加。(2) 各组间MDA含量无显著差异,随着盐碱胁迫强度的增加,菊芋叶片SOD、POD、CAT等抗氧化酶系统活性指标均表现出上升趋势。与同期CK组相比,盐碱胁迫150 d,LS和MS组SOD活性分别显著增加22.13%和26.49%,LS和MS组CAT活性较CK组分别显著增加81.66%和92.38%(P

庞春花, 张媛, 李亚妮.

硝酸镧浸种对藜麦种子萌发及盐胁迫下幼苗生长的影响

中国农业科学, 2019, 52(24):4484-4492.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.24.004      [本文引用: 1]

【目的】盐碱地的形成,不仅造成了资源浪费,也严重制约着农业生产。藜麦具有耐盐的特性,能够缓解部分盐胁迫。中国是稀土含量最多的国家,有研究表明,稀土元素镧可能对盐分胁迫有缓解作用。本试验通过硝酸镧浸种后对藜麦幼苗进行盐胁迫处理,探讨该浸种方法对藜麦种子萌发以及盐胁迫下幼苗生长的影响,为缓解盐害、提高藜麦抗盐性研究提理论依据。【方法】本研究以藜麦为研究材料,采用温室盆栽法,研究不同硝酸镧浓度浸种(25、50 和100 mg·L <sup>-1</sup>)对藜麦种子萌发及不同浓度盐胁迫下(100、200和300 mmol·L <sup>-1</sup> NaCl溶液)对幼苗生长的影响。【结果】(1)50 mg·L <sup>-1</sup> La(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>浸种时,藜麦种子的萌发效果最好,发芽率、发芽势和发芽指数均达到最高,并与其他浓度处理具有显著差异;(2)相同La(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>浓度浸种时,300 mmol·L <sup>-1</sup>NaCl以内藜麦幼苗的株高、根长随着盐胁迫浓度的增加逐渐降低,POD、SOD、MDA、可溶性糖、脯氨酸都随着盐胁迫浓度的增加而升高;(3)在相同浓度盐胁迫下,藜麦幼苗的株高、根长,POD、SOD、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸均随硝酸镧浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势,MDA随浸种浓度的增加呈先降后升的变化趋势;(4)藜麦在300 mmol·L <sup>-1</sup>NaCl范围下均能生长,在300 mmol·L <sup>-1</sup>NaCl时,幼苗各项指标基本最好,其中50 mg·L <sup>-1</sup>硝酸镧浸种处理下各项生长指标均达到最佳。【结论】低浓度50 mg·L <sup>-1</sup>硝酸镧能够促进藜麦种子的萌发以及盐胁迫下藜麦幼苗地上部分生长,加强藜麦幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,对盐胁迫起到缓解作用;高浓度则抑制生长。本文结果表明硝酸镧浸种可提高藜麦对盐分胁迫的抗性。

Wang X X, Wang W C, Huang J L.

Diffusional conductance to CO2 is the key limitation to photosynthesis in salt-stressed leaves of rice (Oryza sativa)

Physiologia Plantarum, 2017, 163(1):45-58.

[本文引用: 1]

严青青, 张巨松, 徐海江, .

盐碱胁迫对海岛棉幼苗生物量分配和根系形态的影响

生态学报, 2019, 39(20):7632-7640.

[本文引用: 1]

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