四翅濱藜耐鹽抗旱的生理機制研究.pdf

1、干旱和鹽漬化不僅僅是影響全世界生態(tài)環(huán)境的最主要因素，而且是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個全球性問題。在全球干旱及鹽堿化地區(qū)愈趨擴大的背景下，種植耐鹽堿植物對鹽堿荒漠土地的改良極其重要。鹽生植物在適應(yīng)干旱和鹽漬環(huán)境的漫長過程中，進化出獨特的耐鹽抗旱機制。四翅濱藜(Atriplex canescens)為藜科(Chenopodiaceae)濱藜屬多年生半常綠灌木，是一種典型的鹽囊泡類鹽生植物，在世界各地鹽漬區(qū)均有廣泛分布。具有耐鹽、抗旱、耐寒的特性，因

2、而成為防風固沙和改良鹽堿地的重要物種，也可作為鹽堿化荒漠草原的優(yōu)良飼草資源。
　　目前，國內(nèi)外學(xué)者對濱藜屬植物響應(yīng)鹽和干旱脅迫的生理機制做了許多研究，但對四翅濱藜耐鹽抗旱的生理機制鮮有報道。因此，本論文以四翅濱藜為材料，分別進行鹽處理、滲透脅迫處理以及干旱脅迫處理，通過對其生長狀況，光合特性，體內(nèi)Na+、K+含量，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和滲透勢的變化進行分析，系統(tǒng)研究四翅濱藜響應(yīng)鹽和干旱脅迫的生理機制。主要結(jié)論如下：
　　1．四翅濱藜

3、具有很強的耐鹽性。與對照相比，100 mmol/L NaCl處理下植株的鮮重、干重和株高均顯著增加，分別較對照高出13％、15%和20%，促進了四翅濱藜的生長；然而200和400 mmol/L NaCl對其生物量沒有顯著性影響，四翅濱藜幼苗仍能正常生長。隨著NaCl濃度的升高，凈光合速率逐漸增大；100 mmol/L NaCl處理下，蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度分別是對照的1.8和1.9倍，但200和400 mmol/L NaCl處理下兩者均沒有

4、受到影響；水分利用效率在400 mmol/L NaCl時急劇上升，可能是由于鹽濃度過高從而導(dǎo)致幼苗氣孔關(guān)閉。NaCl處理下，四翅濱藜一方面將大量Na+區(qū)域化在液泡中，另一方面將過量Na+轉(zhuǎn)移到鹽囊泡中，降低了Na+對代謝細胞的毒害作用，維持細胞質(zhì)中Na+/K+穩(wěn)態(tài)平衡。
　　2．鹽脅迫下，四翅濱藜通過積累無機離子(Na+、K+等)和有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(脯氨酸、甜菜堿等)降低滲透勢，維持較高的滲透調(diào)節(jié)能力，從而保持了較好的水分狀況。其

5、中，Na+對滲透勢的貢獻隨NaCl濃度的升高而增加，從對照的2%逐漸增加到400 mmol/L NaCl下的48.8%；K+對滲透勢的貢獻隨NaCl濃度的升高而降低，從對照的33.8%逐漸降低到400 mmol/L NaCl下的9.2%。高濃度(200和400 mmol/L NaCl)下脯氨酸和甜菜堿對滲透勢的貢獻顯著增加，其中400 mmol/L NaCl下甜菜堿和脯氨酸對滲透勢的貢獻占8.1％和3.8％。
　　3．滲透脅迫處理

6、顯著抑制四翅濱藜的生長。-0.2 MPa和-0.5 MPa滲透脅迫下，四翅濱藜幼苗鮮重、干重及株高較對照分別降低了21.6%和39.7%、22.2%和43.1%及20.5%和42.5%。然而，添加100 mmol/L NaCl有效緩解了滲透脅迫的抑制作用。其中-0.2 MPa+100 mmol/L NaCl處理的鮮重、干重和株高較-0.2 MPa處理分別高出11.3%、9.4%和11.2%；-0.5 MPa+100 mmol/L NaC

7、l處理的鮮重和干重較-0.5 MPa處理高出13.7%和13.9%。-0.2 MPa和-0.5 MPa滲透脅迫下，四翅濱藜幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均顯著低于對照，分別添加100 mmol/L NaCl后其光合指標均顯著高于-0.2 MPa和-0.5 MPa的單一滲透脅迫處理。此外，四翅濱藜在受到滲透脅迫時，其可通過維持體內(nèi)K+的穩(wěn)定、提高體內(nèi)脯氨酸和甜菜堿含量，降低滲透勢，維持體內(nèi)較高的水分含量使幼苗保持正常的生長狀態(tài)。

8、>　　4．與對照相比，干旱處理下四翅濱藜幼苗生物量和光合參數(shù)均顯著降低。其中鮮重、干重、株高和根長分別較對照降低了47.5%、37.1%、20.2%和14.4%；凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率分別較對照降低了26.6%、10.8%和34.8%。干旱脅迫下加入100 mmol/L NaCl不僅能有效緩解干旱對植株生長的抑制作用，還使其凈光合速率和蒸騰速率恢復(fù)到對照水平。另一方面，維持地上部K+的穩(wěn)定是四翅濱藜適應(yīng)干旱環(huán)境的又一重要策略。因