苏打盐碱胁迫对不同秧龄水稻氮代谢机制及产量的影响

发布时间：2020-11-06 13:28

　　 土壤盐碱胁迫是一种复杂的环境胁迫,主要导致渗透胁迫、离子毒害和高pH环境,使植物光合物质生产,营养物质的吸收利用,生长发育等生命活动都受到影响。氮素代谢作为植物基本生命活动,植株自身调节能力和外界胁迫强烈影响其吸收和同化运行机制。本研究以长白9和吉粳88为试验材料,进行水培和盆栽两部分试验。设3个秧龄:L1为3叶秧龄;L2为4叶秧龄;L3为5叶秧龄。水培试验以含有50mM NaCl、Na_2SO_4、Na_2CO_3、NaHCO_3混合盐的营养液为胁迫液;盆栽试验设4个浓度梯度:CK为自然黑土对照;A1为自然黑土:盐碱土=2:8;A2为自然黑土:盐碱土=3:7;A3为自然黑土:盐碱土=4:6。研究了不同秧龄水稻在盐碱胁迫下的生长响应和氮代谢调节机制。主要结果如下:1.盐碱胁迫显著提高了水稻各秧龄苗脯氨酸和可溶性糖含量,3叶秧苗响应时间更早,涨幅更大,峰值更高,有更快、更有效的渗透调节机制。随秧龄的增大,渗透调节能力变弱;盐碱胁迫显著增加了水稻各秧龄苗地上及根中Na~+积累量和Na~+/K~+,3叶秧苗峰值更高,随秧龄的增长离子平衡能力逐渐增强。2.盐碱胁迫显著降低了水稻各秧龄苗氮素积累量和干物质积累量。3叶秧龄干重受胁迫影响时间更早,降幅更大;长白9的5叶秧龄和吉粳88的4叶秧龄苗在胁迫时间内总干物质积累量无显著降低,且积累量保持较高水平。3.盐碱胁迫下水稻不同秧龄苗氮素吸收转运的调控存在差异。3叶和4叶秧苗在应对盐碱胁迫时,上调根系OsNRT1;1、OsNRT1;2基因的相对表达量;显著上调叶片及根中OsAMT1;1、OsAMT3;2和根中OsAMT2;2、OsAMT2;3的表达,以促进NO_3~-和NH_4~+吸收。5叶秧苗上调地上部OsNRT1;1、OsNRT1;2基因的表达量,将吸收的氮素优先运往地上部以保证地上部利用;并上调OsAMT1;2的表达,通过增强铵根贮存来应对盐碱胁迫。4.盐碱胁迫显著降低了各秧龄苗NR活性,下调OsNR的表达,秧龄越小降幅越大。盐碱胁迫显著削弱了各秧龄GS/GOGAT同化途径,盐碱胁迫48h后,各秧龄叶片中OsGS2和OsFe-GOGAT基因表达量显著下调,3叶秧龄基因表达量下调幅度显著大于5叶秧龄。同时,3叶秧龄苗根中OsGS1;1、OsGS1;2表达量也显著下调,这进一步影响3叶秧龄苗的物质积累。盐碱胁迫后3叶和4叶秧龄苗叶片和根中GDH酶活性降低,5叶秧龄苗则小幅上升,5叶秧龄苗OsGDH大部分基因在胁迫时间内均表现出小幅上升情况。说明5叶秧龄苗通过增强GDH代谢途径来适应盐碱胁迫对氮素吸收造成的影响。5.在盐碱胁迫较轻的情况下,5叶秧龄水稻有更高的有效穗数和穗粒数,产量更高;随盐碱加重,4叶秧龄水稻产量更高。3叶秧龄水稻在盐碱胁迫下产量始终最低,从产量构成上看穗粒数、结实率和千粒重的大幅下降是造成减产的主要因素。
【学位单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S511
【部分图文】：

第二章 结果分析2.1 苏打盐碱胁迫对不同秧龄水稻幼苗渗透调节生理的影响2.1.1 苏打盐碱胁迫对不同秧龄水稻幼苗地上部脯氨酸含量的影响由图 2.1 可见，盐碱胁迫对不同秧龄水稻秧苗脯氨酸含量影响显著，不同秧龄秧苗对盐碱胁迫的响应不同。两品种 L1 脯氨酸含量在胁迫 6h 时高于对照，差异显著；L2 和 L3在胁迫后 24～48h 才高于对照，且 L1 的涨幅显著高于其他两秧龄。长白 9 的 L1 峰值出现在胁迫后 6h，L2 和 L3 峰值出现在胁迫后 24h，峰值表现为：L1>L3>L2，且差异显著；吉粳 88，L3 峰值出现在胁迫后 24h，而胁迫 48h 后 L1 和 L2 才出现峰值，其脯氨酸含量峰值规律与长白 9 相同。综合比较两品种，吉粳 88 各处理脯氨酸含量峰值高于长白 9，两品种 L1 脯氨酸含量升高的时间更早，峰值更高，涨幅更大。

2.1.2 苏打盐碱胁迫对不同秧龄水稻幼苗地上部可溶性糖含量的影响由图 2.2 可见，水稻不同秧龄苗可溶性糖含量在胁迫处理时间内持续增长。峰值表现为：L1>L3>L2，其中 L1 显著高于其他两处理，两品种表现相同。与对照相比，长白 9 最大涨幅表现为：L1>L2>L3，分别为：67.92%、35.43%、30.50%；吉粳 88 最大涨幅表现为：L1>L2>L3，分别为：96.84%、74.21%、20.84%，各处理间差异显著。综合分析各处理，两品种盐碱胁迫水稻幼苗可溶性糖含量均表现为 L1 峰值更高，涨幅更大。

16图 2.4 苏打盐碱胁迫对不同秧龄稻苗根系 Na+含量的影响Fig.2.4.Effect of soda saline-alkali stress treatments on root Na+content of rice plants at differentseedling-ages.2.1.3.2 苏打盐碱胁迫对不同秧龄水稻幼苗地上部和根中 K+含量的影响盐碱胁迫显著降低了各处理根中 K+含量，但对地上部 K+含量的影响不同。L1 和 L2 K+
【参考文献】

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本文编号：2873195