钙离子对盐胁迫下花生种子萌发及产量形成的调控作用

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本试验采取室内试验与盆栽试验相结合的研究方法,室内试验为主,盆栽试验为辅。  1、室内试验  为探讨在盐胁迫下外源钙对花生萌发的影响,选用大粒型花生品种花育22号为材料,研究不同盐浓度下花生萌发情况以及结合本实验室的工作人员的前期试验确定盐条件为100mmol/LNaCl;进一步研究6mmol/L以及12mmol/L Ca(NO3)2对100mmol/LNaCl盐胁迫下花生根系生长形态、生理特性、脂肪代谢情况、脂肪酶活性以及基因表达、CDPK以及CaM基因表达等的影响。主要结果如下:  (1)外源Ca2+对盐胁迫下花生根系生长形态的影响  外源钙对花生根系的生长作用有显著差异。非盐胁迫下,施加外源钙有助于主根伸长、侧根的生长以及根系体积增大;在盐胁迫下,施加外源钙缓解盐胁迫对根系的抑制作用进而更加有效的促进主根的伸长、侧根的生长以及根系体积的增大。  (2)外源Ca2+对花生根系生理特性的影响  外源钙对花生根系的生理特性有显著作用。施加外源钙可以促进超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性以及抗坏血酸含量的升高,降低活性氧、丙二醛(MDA)含量以及电解质外渗率、提高根系活力。  (3)外源Ca2+对花生萌发脂肪代谢的影响  外源钙对花生萌发的脂肪代谢、脂肪酶活性以及脂肪酶基因表达有显著作用。施加外源钙可以促进脂肪酶活性以及脂肪酶基因表达量升高,脂肪代谢加快,脂肪含量迅速降低。  (4)外源Ca2+对花生钙信号的影响  外源钙对非盐胁迫下花生CDPK以及CaM基因表达有促进作用6mmol/L Ca(NO3)2作用显著;在盐胁迫下外源钙的效果更显著其中12 mmol/L Ca(NO3)2作用更显著。  2、田间盆栽试验  为验证室内试验以及探讨在整个生育期外源钙对胁迫下花生生长以及产量的影响,于2013-2014年在试验农场,选用大粒型花生品种花育22号,通过盆栽试验测定花生产量以及产量构成因素、花生植株农艺性状、生物积累量、生理活性等参数,从花生植株生长生理和产量的相互影响研究外源钙对盐处理下花生生长和产量的内在机理,以期为盐渍土壤中改善花生生长和提高生产应用奠定理论基础。主要结果如下:  (1)盐胁迫下施加外源Ca2+对花生植株农艺性状以及产量的影响  盐胁迫下施加外源钙花生植株农艺性状得到改善,主茎高升高、侧枝长伸长、分枝数提高,促进生物积累,产量提高;非盐胁迫下施加外源钙也可以改善植株农艺性状,效果显著性低于盐胁迫条件。  (2)盐胁迫下施加外源Ca2+对花生植株生理特性的影响  施加外源钙生理指标得到改善,SOD、CAT活性增加以及根系活力水平和叶绿素含量提高,丙二醛(MDA)含量以及电解质渗透率降低。  总之,在盐胁迫下外源钙能有效促进种子萌发、根系生长,提高抗氧化能力,降低细胞膜的损害,提高根系活力、叶绿素含量延缓植株衰老进而缓解盐胁迫对细胞膜的损害,改善花生植株农艺性状,最终促进花生的生产;同时,外源钙在盐胁迫下的作用效果显著于非盐胁迫。因此,施加外源钙能有效缓解盐胁迫对花生萌发以及整个生育期花生的生长以及生产的抑制作用,为盐渍土壤中改善花生生长和提高产量的应用奠定理论基础。
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