盐碱胁迫对紫穗槐生长和生理的影响

发布时间：2019-07-26 15:14

【摘要】：植物在自然环境中常常受到各种环境因子的胁迫,盐碱胁迫是最常见的环境胁迫之一。土壤盐碱化是引起盐碱胁迫的主要原因,给农业生产和环境保护带来严重损失。研究植物的盐碱耐性对于充分利用植物资源、改良和利用盐渍土地具有重要意义。本文以盐碱土壤中典型中性盐Na Cl和碱性盐Na2CO3分别模拟盐胁迫和碱胁迫,以抗逆性较强的多年生灌木紫穗槐为实验材料,研究了盐胁迫和碱胁迫对紫穗槐种子萌发和幼苗生长、生理的影响,以及自然盐碱土壤生境紫穗槐生长的变化,以期为充分利用其植物资源、提高生产效率提供理论依据。主要研究结果如下:(1)紫穗槐种子萌发有较强的耐盐碱能力,在Na Cl胁迫浓度为200m M的范围内,对紫穗槐种子的发芽率没有显著影响,Na2CO3胁迫浓度只有达到40m M时发芽率才显著降低(P0.05),但仍保持近80%的较高发芽率。盐胁迫和碱胁迫对紫穗槐胚根和胚芽的生长均有显著影响(P0.05),碱胁迫的影响程度大于盐胁迫;但较低浓度的盐胁迫(100m M)可刺激胚根的生长。因此,在实际生产过程中用适当浓度的盐溶液对紫穗槐种子进行浸泡处理,可促进胚根的生长,提高播种效果。(2)盐胁迫和碱胁迫下紫穗槐胚根对Na+的吸收程度相对较低,使胚根胚芽Na+含量始终保持在相对较低胁迫下(100m M Na Cl、20m M Na2CO3)的含量水平。胚根对Na+和Cl-的吸收程度不同,在环境中Na+和Cl-含量相同情况下,胚根胚芽中有渗透调节作用的Cl-含量是有毒害作用的Na+含量的18倍。胚根胚芽的K+、Mg2+含量和Na+/K+保持相对稳定状态有利于适应盐胁迫和碱胁迫,但K+、Mg2+含量,以及NO3-、H2PO4-和SO42-在盐胁迫和碱胁迫下变化却不同。可溶性糖和有机酸是响应盐碱胁迫的渗透调节物质,碱胁迫下的有机酸响应程度大于盐胁迫;而游离氨基酸总量对缓解盐碱胁迫没有发挥作用。8种有机酸中酒石酸是主要组分,各组分在盐胁迫和碱胁迫下积累变化不同,盐胁迫下大量积累酒石酸,碱胁迫下柠檬酸、苹果酸、乙酸、草酸、甲酸、乳酸积累量均显著增加(P0.05)。16种游离氨基酸中,精氨酸、丙氨酸、苏氨酸是盐胁迫下的响应溶质,谷氨酸、苏氨酸是碱胁迫下的响应溶质。种子萌发所受胁迫影响程度是高p H值渗透胁迫离子胁迫。(3)紫穗槐果皮含有大量脂类物质,对种子萌发有显著影响。盐胁迫下,去除果皮后能显著提高发芽率、发芽势和发芽指数(P0.05),并明显缩短种子发芽时间(P0.05),可加快幼苗的建成,减少萌发过程中所受胁迫时间,并提早由异养过度到自养,积累更多阴离子和有机溶质来适应盐胁迫。因此,在中性盐土壤中种植紫穗槐时,可采用去除果皮进行播种,以提高种植效果。而在碱胁迫下受吸收大量Na+和高p H值影响,生长受到抑制,因此不适合去除果皮播种。不同萌发条件对种子萌发有显著影响,砂培法胚根、胚芽的长度和生物量均显著高于纸培法(P0.05)。砂培条件下能够很好地保持处理液浓度,有利于固定幼苗,还能减少其他矿质元素的干扰。因此,在进行胁迫条件下的种子萌发实验时,特别是研究根系发达的植物,建议采用砂培法。(4)对有害离子吸收程度相对较低,并将更多有害离子积累在茎和总叶柄中,营养器官的可溶性糖含量相对发生变化是紫穗槐幼苗适应盐碱胁迫的响应策略。盐碱胁迫抑制紫穗槐幼苗根和茎叶的生长,但适宜浓度盐碱胁迫可刺激根的伸长。盐碱胁迫下生物量分配的规律是:在地下与地上分配上优先分配于根的生长,在地上生物量分配上优先于小叶的生长。盐胁迫和碱胁迫导致幼苗的光合能力降低,但适宜盐胁迫(50m M)可促进光合色素的合成,而碱胁迫下叶绿素含量显著下降(P0.05)。根对Na+的吸收程度相对较低,并将吸收到体内的大量Na+区隔在茎和总叶柄中,从而保持根和小叶的Na+含量相对稳定。不同器官中K+、Ca2+与Mg2+含量在盐胁迫和碱胁迫下有不同变化,但盐胁迫下小叶的K+、Ca2+与Mg2+含量没有显著变化或保持在相对稳定水平,有利于维持小叶的正常生理功能。除盐胁迫下积累大量Cl-外,盐胁迫和碱胁迫下阴离子的响应均不明显。盐胁迫和碱胁迫下根和小叶可溶性糖积累显著增加,碱胁迫下根的可溶性糖的增加幅度更大;各营养器官的可溶性糖分布规律发生变化,对照为根茎总叶柄叶,而盐碱胁迫下为茎根总叶柄小叶。(5)紫穗槐在松嫩自然盐碱土壤生境中生长状况良好,表现出一定的耐盐碱性,在土壤p H值8.65、电导率87u S/cm左右的盐碱生境可以正常生长,根系发达并具有根瘤能有效改良土壤理化性质和结构,因此可以作为植树造林的灌木树种在松嫩地区盐碱化程度相对较低的区域种植。(6)盐胁迫和碱胁迫对种子萌发阶段和幼苗生长阶段的影响相比较,盐胁迫对胚根胚芽长度的影响大于幼苗根长和株高,而对幼苗生物量积累的影响大于胚根胚芽;碱胁迫对胚根长度和生物量的影响均大于幼苗根,而对胚芽长度和生物量的影响小于幼苗茎叶。幼苗根对Na+吸收程度比胚根相对更低;K+含量均保持相对稳定,胚根胚芽的Na+/K+显著高于幼苗。Na+含量及Na+/K+可能是种子萌发比幼苗生长对盐碱胁迫更为敏感的重要因素之一。积累Mg2+和无机阴离子是紫穗槐种子萌发和幼苗响应盐碱胁迫的不同点,积累可溶性糖是种子萌发和幼苗响应盐碱胁迫的共同点。
【图文】：

盐碱胁迫对紫穗槐生长和生理的影响

4图 1-1 种子萌发和萌动后主要生理活动的时间进程[20]g. 1-1 Time course of major events associated with seed germination and post germ物生长的影响。土壤水分中的盐分抑制植物的生长有两方面原因，首

盐碱胁迫对紫穗槐生长和生理的影响

1-2 生化基础与植物耐盐的关系(图示的植物细胞空间的由质膜和液泡膜划分成细胞外区域、细区域和液泡区域)[40]ig.1-2. Biochemical functions associated with tolerance to plant salt stress. The schematic presentation plant cell includes three compartmentsthat are defined by the plasma membrane and tonoplast[40].
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S793.2

【相似文献】