【摘 要】
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据统计,盐碱胁迫仍是世界农业生产公认的极具挑战性的环境问题之一,世界上约7%的土地受到盐碱胁迫的威胁,每年有近10万公顷的耕地正在变成盐碱地。我国面对日益紧张的土地资源状况,寻找一种提高植物盐碱抗性的新途径刻不容缓。绿豆作为我国重要的杂豆类作物之一,目前提高绿豆耐盐碱能力的有效栽培技术研究有限,因此制约了绿豆产业发展,中国绿豆的生产前景令人担忧。调环酸钙（Pro-Ca）作为一种新型植物生长调节剂已
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据统计,盐碱胁迫仍是世界农业生产公认的极具挑战性的环境问题之一,世界上约7%的土地受到盐碱胁迫的威胁,每年有近10万公顷的耕地正在变成盐碱地。我国面对日益紧张的土地资源状况,寻找一种提高植物盐碱抗性的新途径刻不容缓。绿豆作为我国重要的杂豆类作物之一,目前提高绿豆耐盐碱能力的有效栽培技术研究有限,因此制约了绿豆产业发展,中国绿豆的生产前景令人担忧。调环酸钙（Pro-Ca）作为一种新型植物生长调节剂已经应用于提高作物抗逆,抗倒伏,改善品质,促控生长发育等诸多方面。因此本试验利用绿豆（盐碱抗性品种绿丰2号和盐碱敏感品种绿丰5号）为供试材料,探究Pro-Ca处理缓解盐碱胁迫对绿豆生长发育的抑制作用及调控机理。为探究盐碱胁迫对绿豆的胁迫效应及Pro-Ca的缓解效应,本试验选择两个盐碱抗性不同的绿豆品种为试验材料于第一片复叶展开期进行试验,共设置四个处理:（1）CK组:清水浇灌+喷施蒸馏水;（2）Pro-Ca组:清水浇灌+喷施Pro-Ca;（3）SA组:等量盐碱溶液浇灌+喷施蒸馏水;（4）SA+Pro-Ca组:盐碱溶液浇灌+喷施Pro-Ca。于处理5 d、10 d、15 d、20 d和25 d分别对绿豆地上（下）形态指标、光合荧光参数、生理生化指标进行测定,于处理20 d进行超微结构试验及5 d转录组测定分析,筛选关键抗性基因在拟南芥中进一步验证,初步揭示Pro-Ca对苗期绿豆盐碱胁迫的缓解作用及调控机理。主要试验结果如下:（1）盐碱胁迫抑制了两品种绿豆地上（下）生长,且对绿丰5号影响更为显著。叶面喷施Pro-Ca后有效缓解了盐碱胁迫对绿豆的抑制作用。（2）盐碱胁迫下两品种绿豆叶片叶绿体均发生明显膨胀,基粒片层松散,分布混乱,线粒体数量减少,嗜锇颗粒增多,核仁变小甚至消失,内含物明显减少;根尖线粒体数量明显减少。外源Pro-Ca处理缓解了盐碱胁迫对绿豆细胞超微结构细胞器的损伤,保护叶绿体、线粒体和细胞核等结构完整,减少嗜锇颗粒数量。（3）盐碱胁迫导致叶绿素含量和光合荧光指标显著降低,且对绿丰5号的抑制效果更加显著。此外,在处理第25 d盐碱逆境对绿丰5号的限制因素以非气孔限制因素为主,而绿丰2号以气孔限制为主。外源Pro-Ca可以有效提高叶绿素含量,减轻盐碱胁迫对光合电子传递和光合能力的抑制作用,缓解盐碱胁迫造成的损伤。（4）盐碱胁迫下两品种绿豆主要氧化产物丙二醛（MDA）含量增加,渗透调节物质含量增加,但超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性降低。施加Pro-Ca后进一步增加了渗透调节物质的含量减小水势差,提高抗氧化酶活性以降低MDA造成的损伤,进而增强绿豆的盐碱抗性。（5）基于转录组学的研究,分析筛选得到8个关键抗性基因,在拟南芥突变体中进行验证结果表明基因106757245（At4g30860）参与甲基化的过程,可能是绿豆抵抗盐碱胁迫的关键基因。综上,本试验结果表明Pro-Ca可缓解盐碱胁迫对绿豆的损伤,具体表现在:促进地下部生长,增加生物量,防止叶绿素降解,保护叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器结构完整,提高光合作用能力,增加渗透调节物质含量和提高抗氧化酶活性以及有效降低MDA的积累。
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