盐渍条件下盐地碱蓬对低温弱光的响应

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本文以盐地生境盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)为实验材料,研究盐和低温弱光条件对盐地碱蓬幼苗生长的影响,初步探讨了不同盐浓度和不同时长的低温弱光互作对盐地碱蓬的光合、膜脂组成及脂肪酸含量等的影响,旨在为盐地碱蓬的耐低温弱光和耐盐机理研究以及盐渍土壤的开发利用奠定基础。主要实验结果如下:1盐渍条件下低温弱光对盐地碱蓬种子萌发及萌发期幼苗的影响盐渍条件下(200和500mM NaCl),盐地碱蓬萌发期幼苗(培养皿中萌发4天的幼苗)表现出较强的抗低温弱光的能力,在200mM NaCl处理组中这种抗性表现得更加明显。当低温弱光(4°C,100μmol m-2s-1)和盐胁迫互作时,三种盐处理(0、200、500mM NaCl)条件下碱蓬种子开始萌发的时间均延迟,但盐处理组的萌发率持续上升,而对照组先呈升高趋势然后比较稳定。盐处理组萌发期幼苗在低温弱光过程中持续生长,其干鲜重有升高的趋势,在对照组中均稍有降低。对照组在低温弱光下其Na+含量的升高和K+含量的降低趋势均比盐处理组显著。叶绿素含量以及抗氧化酶APX和CAT的活性受低温弱光影响呈降低的趋势,但对照组降低更加显著。低温弱光条件下处理12小时后,在200mM NaCl处理下的盐地碱蓬膜脂中,不饱和脂肪酸的含量、DBI(不饱和脂肪酸的双键指数=18:1(油酸)×1+18:2(亚油酸)×2+18:3(亚麻酸)×3)、磷脂酰甘油(PG)及双半乳糖二甘油脂(DGDG)与单半乳糖二甘油脂(MGDG)的比值(DGDG/MGDG)均显著增加。这些结果表明,200mM NaCl处理对盐地碱蓬的生长有利,并且能够提高叶绿素含量,维持较高的抗氧化酶活性,500mM NaCl虽然对植物产生了伤害,但碱蓬在适应盐分环境的过程中体内已经产生保护防御的物质来抵抗胁迫,所以盐处理能够使低温弱光对碱蓬造成的伤害有所减轻。2盐渍条件下低温弱光对盐地碱蓬幼苗生长的影响盐地碱蓬幼苗(生长六周)在低温弱光和盐胁迫互作条件下,对照组叶绿素含量较盐处理组降低较多,叶片膜透性增大,大量Na+进入细胞,K+的吸收受到一定程度的阻碍。低温弱光下,抗氧化酶APX和CAT的活性均呈先升高后降低的趋势,12小时后盐处理组酶活性降低幅度较小。碱蓬幼苗的光合特性在单一盐胁迫下并没有明显的变化,经低温弱光处理后,三组处理幼苗的实际净光合速率(ΦPSII)、最大净光合速率(Fv/Fm)、光系统I(PSI)活性(△I/Io)以及光合放氧速率都呈降低的趋势,低温弱光对照组的伤害比较显著。低温弱光处理条件下,盐处理组碱蓬幼苗叶片膜脂的不饱和度升高,在200mM NaCl处理的碱蓬叶片中PG和DGDG/MGDG的比值分别升高了46.9%和53.7%,在对照组的植株中分别降22.5%和4.2%。在低温弱光条件下,盐处理组碱蓬的膜脂具有较高的不饱和脂肪酸含量,维持了膜的流动性,光合作用受抑制程度较低,抗氧化酶活性较高等,盐处理组对低温弱光的耐受性要强于对照。以上结果说明碱蓬在盐胁迫过程中体内会产生大量的渗透调节物质,降低细胞渗透势维持较高的过氧化酶活性,避免膜脂过氧化,从而维持了膜脂和酶的结构和功能,保证了光系统的稳定性。
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