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摘要以6个不同的荞麦品种为试验材料,通过荞麦种子发芽率(Gr)、发芽指数(Gi)和活力指数(Vi)、质膜透性和丙二醛含量等指标的测定,对各品种种子萌发期和幼苗期的耐盐性进行了比较研究。结果表明:种子活力指数和幼苗质膜透性是对盐特别敏感的指标;在种子萌发期和幼苗期,川荞1号的耐盐性最强,川荞2号次之,TQ-0808的耐盐性最弱。
关键词荞麦;活力指数;质膜透性;MDA含量;耐盐性
中图分类号 S517.037 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)03-0157-02
土壤盐渍化是作物生产中常遇到的自然逆境。据不完全统计,全世界共有3.8亿公顷不同程度的盐渍化土壤,中国有盐渍化和次生盐渍化土地4 000万公顷以上[1],严重影响粮食产量,成为限制农业发展的主要因素。土壤盐害可通过合理的水土管理和化学改良措施缓解,但成本太高,而培育耐盐品种是改良和利用盐碱地最具积极意义的措施。植物的耐盐性随个体发育阶段的不同而变化。龚明等[2]指出,植物在种子萌发期及幼苗期耐盐性最差;其次是生殖期,而在其他发育阶段对盐胁迫相对不敏感。荞麦是双子叶蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum Mill.)植物,具有很高的营养价值和保健功效[3]。目前对荞麦逆境生理的研究有高温胁迫[4]和水分胁迫[5]等方面,而对荞麦耐盐性的研究较少。本试验以6个荞麦品种为研究对象,初步探讨了盐胁迫下荞麦种子萌发期及幼苗期各种生理指标的变化,比较了品种间耐盐性的差异,为以后筛选和培育高耐盐荞麦品种提供一定的理论依据。
1材料与方法
1.1供试材料
本试验的荞麦种子由四川省凉山州农科所高山作物研究站提供。包括3个苦荞品种:川荞1号、川荞2号、依额,3个甜荞品种:定荞1号、TQ-0801、TQ-0808。
1.2种子指标的测定
挑选大小一致、籽粒饱满的荞麦种子,1g/L的高锰酸钾消毒10min,蒸馏水中通气吸涨5h,种子均匀摆放在铺有滤纸的培养皿中,NaCl溶液浓度分别为0mmoL/L、50mmoL/L、75mmoL/L和100mmoL/L,每个处理设3个重复,26℃培养箱中培养,每天在同一时间记录发芽数,培养5d后把胚根和胚芽分开,并称其鲜重,计算发芽率、发芽指数和活力指数[6]。
发芽率(Gr)=n/N×100%
发芽指数(Gi)=ΣGt/Dt
活力指数(Vi)=S·ΣGt/Dt
其中,n为发芽数;N为种子总数;Gt为在时间t(d)的发芽数;Dt为相应的发芽天数;S为幼苗生长势(胚根的平均鲜重)。
1.3幼苗指标的测定
种子发芽后移至塑料盆中,采用Hoagland营养液通气培养,自然光照,昼夜温度为26℃/16℃,相对湿度60%左右,常规管理,培养至二叶一心期后分别以0mmoL/L、50 mmoL/L、75mmoL/L和100mmoL/L的NaCl(NaCl溶液用Hoagland营养液配制)进行处理,处理3d后测其质膜透性和MDA含量,每个处理设3个重复。质膜透性的测定参照马书尚和袁秀林[7]的方法,MDA含量的测定采用李合生[8]的方法。
2结果与分析
2.1不同浓度NaCl处理对荞麦种子指标的影响
由表1可看出,随着NaCl处理浓度的增加,不同荞麦品种的Gr、Gi和Vi均呈下降趋势。50mmoL/L的NaCl处理下,川荞1号和川荞2号的各项指标下降幅度明显低于其他4个品种,定荞1号和TQ-0808的下降幅度较大;75mmoL/L的NaCl处理下,不同荞麦品种的Gr、Gi和Vi差异进一步增大;NaCl浓度增加到100mmoL/L时,川荞1号和川荞2号的Gr、Gi和Vi仍维持在较高的水平上,TQ-0808的各项指标下降幅度较大,特别是Vi的变化幅度最大,是对盐胁迫较为敏感的指标。
2.2不同浓度NaCl处理对荞麦叶片质膜透性的影响
随着NaCl处理浓度的增加,荞麦叶片的质膜透性均明显增加,川荞1号和川荞2号的增幅低于其他4个品种(见图1)。50mmoL/L的NaCl处理下,TQ-0808的叶片质膜透性是15.72%,而川荞1号和川荞2号在此浓度下的叶片质膜透性分别为10.91%和11.39%;75mmoL/L的NaCl处理下,荞麦叶片的质膜透性继续增加,其中TQ-0808的增幅最大;100mmoL/L的NaCl处理下,TQ-0808叶片的质膜透性为0 mmoL/L的3.46倍,川荞1号仅为0 mmoL/L的2.29倍。NaCl胁迫下,TQ-0808的叶片质膜透性最大,说明其对盐胁迫的适应性较差。
2.3不同浓度NaCl处理对荞麦叶片MDA含量的影响
由图2可见,随着NaCl处理浓度的增加,6种荞麦叶片的MDA含量均呈递增趋势,TQ-0808的增加幅度最大。50mmoL/L的NaCl处理下,川荞1号的叶片MDA含量为8.95μmoL/g鲜重,而TQ-0808叶片MDA含量较高,为11.23 μmoL/g鲜重;75mmoL/L的NaCl处理下,川荞1号叶片MDA含量最低,为12.37μmoL/g 鲜重,而TQ-0808叶片MDA含量最高,为16.80μmoL/g 鲜重;在100mmoL/L的NaCl处理下,6个荞麦品种叶片的MDA含量分别为0mmoL/L的1.55倍、1.70倍、1.82倍、1.98倍、1.86倍和2.13倍,川荞1号的增幅最小,增幅较大的是TQ-0808。MDA是脂质过氧化作用的产物,其含量多少可表示膜损伤程度的大小,TQ-0808的MDA含量增幅较大,表示其膜损伤程度大。
3讨论
种子耐盐性及其机制是植物耐盐性早期鉴定及耐盐个体与品种早期选择的基础[9]。丁顺华等[6]研究发现耐盐小麦的发芽率、发芽指数和活力指数高于盐敏感小麦。本试验结果表明,相同NaCl处理下川荞1号的发芽率、发芽指数和活力指数均高于TQ-0808,说明川荞1号种子萌发对盐胁迫的适应性强于TQ-0808。
膜系统是植物盐害的原初位点和主要部位,质膜受到盐胁迫后会发生一系列胁变,导致质膜透性增大和膜脂过氧化,损害膜的正常生理功能[10]。逆境条件下,膜脂过氧化产物(MDA)增多,MDA可以与膜蛋白发生交联作用,进一步加剧了质膜透性的增加[11]。盐生植物在盐胁迫下这些指标变化幅度小,而盐敏感植物则相反[12]。本试验中荞麦叶片的质膜透性和MDA含量与盐处理浓度呈正相关,这与刘延吉等[13]在牧草中的研究结果基本一致。通过对6个荞麦品种种子指标和幼苗指标的综合分析认为:川荞1号的耐盐性最强,川荞2号次之,TQ-0808对盐胁迫最敏感。
4参考文献
[1] 赵可夫,李法曾.中国盐生植物[M].北京:科学出版社,1999.
[2] 龚明,刘友良,丁念诚,等.小麦各生育时期耐盐性的不同[J].西北植物学报,1994,14(1):1-7.
[3] 王安虎,熊梅,耿选珍,等.中国荞麦的开发利用现状与展望[J].作物杂志,2003(3):7-8.
[4] 田学军,陶宏征.高温胁迫对荞麦生理特征的影响[J].安徽农业科学,2008,36(31):13519-13520.
[5] 陈鹏,张德玖,李玉红,等.水分胁迫对苦荞幼苗生理生化特性的影响[J].西北农业学报,2008,17(5):204-207.
[6] 丁顺华,邱念伟,杨洪兵,等.小麦耐盐性生理指标的选择[J].植物生理学通讯,2001,37(2):98-102.
[7] 马书尚,袁秀林.植物生理学实验指导[M].西安:科学技术出版社,1986.
[8] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000.
[9] LEVITT J.Response of plants to environmental stress[M].New York:Academic press,1980.
[10] 陈洁,林栖凤.植物耐盐生理及耐盐机理研究进展[J].海南大学学报,2003,21(2):177-182.
[11] 徐恒刚,张萍,李临杭.对牧草耐盐性测定方法及其评价指标的探讨[J].中国草地,1997(5):52-54.
[12] 肖雯,贾恢先,蒲陆梅.几种盐生植物抗盐生理指标的研究[J].西北植物学报,2000,20(5):818-825.
[13] 刘延吉,张珊珊,田晓艳,等.盐胁迫对NHC牧草叶片保护酶系统、MDA含量及膜透性的影响[J].草原与草坪,2008(2):30-34.
关键词荞麦;活力指数;质膜透性;MDA含量;耐盐性
中图分类号 S517.037 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)03-0157-02
土壤盐渍化是作物生产中常遇到的自然逆境。据不完全统计,全世界共有3.8亿公顷不同程度的盐渍化土壤,中国有盐渍化和次生盐渍化土地4 000万公顷以上[1],严重影响粮食产量,成为限制农业发展的主要因素。土壤盐害可通过合理的水土管理和化学改良措施缓解,但成本太高,而培育耐盐品种是改良和利用盐碱地最具积极意义的措施。植物的耐盐性随个体发育阶段的不同而变化。龚明等[2]指出,植物在种子萌发期及幼苗期耐盐性最差;其次是生殖期,而在其他发育阶段对盐胁迫相对不敏感。荞麦是双子叶蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum Mill.)植物,具有很高的营养价值和保健功效[3]。目前对荞麦逆境生理的研究有高温胁迫[4]和水分胁迫[5]等方面,而对荞麦耐盐性的研究较少。本试验以6个荞麦品种为研究对象,初步探讨了盐胁迫下荞麦种子萌发期及幼苗期各种生理指标的变化,比较了品种间耐盐性的差异,为以后筛选和培育高耐盐荞麦品种提供一定的理论依据。
1材料与方法
1.1供试材料
本试验的荞麦种子由四川省凉山州农科所高山作物研究站提供。包括3个苦荞品种:川荞1号、川荞2号、依额,3个甜荞品种:定荞1号、TQ-0801、TQ-0808。
1.2种子指标的测定
挑选大小一致、籽粒饱满的荞麦种子,1g/L的高锰酸钾消毒10min,蒸馏水中通气吸涨5h,种子均匀摆放在铺有滤纸的培养皿中,NaCl溶液浓度分别为0mmoL/L、50mmoL/L、75mmoL/L和100mmoL/L,每个处理设3个重复,26℃培养箱中培养,每天在同一时间记录发芽数,培养5d后把胚根和胚芽分开,并称其鲜重,计算发芽率、发芽指数和活力指数[6]。
发芽率(Gr)=n/N×100%
发芽指数(Gi)=ΣGt/Dt
活力指数(Vi)=S·ΣGt/Dt
其中,n为发芽数;N为种子总数;Gt为在时间t(d)的发芽数;Dt为相应的发芽天数;S为幼苗生长势(胚根的平均鲜重)。
1.3幼苗指标的测定
种子发芽后移至塑料盆中,采用Hoagland营养液通气培养,自然光照,昼夜温度为26℃/16℃,相对湿度60%左右,常规管理,培养至二叶一心期后分别以0mmoL/L、50 mmoL/L、75mmoL/L和100mmoL/L的NaCl(NaCl溶液用Hoagland营养液配制)进行处理,处理3d后测其质膜透性和MDA含量,每个处理设3个重复。质膜透性的测定参照马书尚和袁秀林[7]的方法,MDA含量的测定采用李合生[8]的方法。
2结果与分析
2.1不同浓度NaCl处理对荞麦种子指标的影响
由表1可看出,随着NaCl处理浓度的增加,不同荞麦品种的Gr、Gi和Vi均呈下降趋势。50mmoL/L的NaCl处理下,川荞1号和川荞2号的各项指标下降幅度明显低于其他4个品种,定荞1号和TQ-0808的下降幅度较大;75mmoL/L的NaCl处理下,不同荞麦品种的Gr、Gi和Vi差异进一步增大;NaCl浓度增加到100mmoL/L时,川荞1号和川荞2号的Gr、Gi和Vi仍维持在较高的水平上,TQ-0808的各项指标下降幅度较大,特别是Vi的变化幅度最大,是对盐胁迫较为敏感的指标。
2.2不同浓度NaCl处理对荞麦叶片质膜透性的影响
随着NaCl处理浓度的增加,荞麦叶片的质膜透性均明显增加,川荞1号和川荞2号的增幅低于其他4个品种(见图1)。50mmoL/L的NaCl处理下,TQ-0808的叶片质膜透性是15.72%,而川荞1号和川荞2号在此浓度下的叶片质膜透性分别为10.91%和11.39%;75mmoL/L的NaCl处理下,荞麦叶片的质膜透性继续增加,其中TQ-0808的增幅最大;100mmoL/L的NaCl处理下,TQ-0808叶片的质膜透性为0 mmoL/L的3.46倍,川荞1号仅为0 mmoL/L的2.29倍。NaCl胁迫下,TQ-0808的叶片质膜透性最大,说明其对盐胁迫的适应性较差。
2.3不同浓度NaCl处理对荞麦叶片MDA含量的影响
由图2可见,随着NaCl处理浓度的增加,6种荞麦叶片的MDA含量均呈递增趋势,TQ-0808的增加幅度最大。50mmoL/L的NaCl处理下,川荞1号的叶片MDA含量为8.95μmoL/g鲜重,而TQ-0808叶片MDA含量较高,为11.23 μmoL/g鲜重;75mmoL/L的NaCl处理下,川荞1号叶片MDA含量最低,为12.37μmoL/g 鲜重,而TQ-0808叶片MDA含量最高,为16.80μmoL/g 鲜重;在100mmoL/L的NaCl处理下,6个荞麦品种叶片的MDA含量分别为0mmoL/L的1.55倍、1.70倍、1.82倍、1.98倍、1.86倍和2.13倍,川荞1号的增幅最小,增幅较大的是TQ-0808。MDA是脂质过氧化作用的产物,其含量多少可表示膜损伤程度的大小,TQ-0808的MDA含量增幅较大,表示其膜损伤程度大。
3讨论
种子耐盐性及其机制是植物耐盐性早期鉴定及耐盐个体与品种早期选择的基础[9]。丁顺华等[6]研究发现耐盐小麦的发芽率、发芽指数和活力指数高于盐敏感小麦。本试验结果表明,相同NaCl处理下川荞1号的发芽率、发芽指数和活力指数均高于TQ-0808,说明川荞1号种子萌发对盐胁迫的适应性强于TQ-0808。
膜系统是植物盐害的原初位点和主要部位,质膜受到盐胁迫后会发生一系列胁变,导致质膜透性增大和膜脂过氧化,损害膜的正常生理功能[10]。逆境条件下,膜脂过氧化产物(MDA)增多,MDA可以与膜蛋白发生交联作用,进一步加剧了质膜透性的增加[11]。盐生植物在盐胁迫下这些指标变化幅度小,而盐敏感植物则相反[12]。本试验中荞麦叶片的质膜透性和MDA含量与盐处理浓度呈正相关,这与刘延吉等[13]在牧草中的研究结果基本一致。通过对6个荞麦品种种子指标和幼苗指标的综合分析认为:川荞1号的耐盐性最强,川荞2号次之,TQ-0808对盐胁迫最敏感。
4参考文献
[1] 赵可夫,李法曾.中国盐生植物[M].北京:科学出版社,1999.
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[3] 王安虎,熊梅,耿选珍,等.中国荞麦的开发利用现状与展望[J].作物杂志,2003(3):7-8.
[4] 田学军,陶宏征.高温胁迫对荞麦生理特征的影响[J].安徽农业科学,2008,36(31):13519-13520.
[5] 陈鹏,张德玖,李玉红,等.水分胁迫对苦荞幼苗生理生化特性的影响[J].西北农业学报,2008,17(5):204-207.
[6] 丁顺华,邱念伟,杨洪兵,等.小麦耐盐性生理指标的选择[J].植物生理学通讯,2001,37(2):98-102.
[7] 马书尚,袁秀林.植物生理学实验指导[M].西安:科学技术出版社,1986.
[8] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000.
[9] LEVITT J.Response of plants to environmental stress[M].New York:Academic press,1980.
[10] 陈洁,林栖凤.植物耐盐生理及耐盐机理研究进展[J].海南大学学报,2003,21(2):177-182.
[11] 徐恒刚,张萍,李临杭.对牧草耐盐性测定方法及其评价指标的探讨[J].中国草地,1997(5):52-54.
[12] 肖雯,贾恢先,蒲陆梅.几种盐生植物抗盐生理指标的研究[J].西北植物学报,2000,20(5):818-825.
[13] 刘延吉,张珊珊,田晓艳,等.盐胁迫对NHC牧草叶片保护酶系统、MDA含量及膜透性的影响[J].草原与草坪,2008(2):30-34.