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小果白刺和泡果白刺的耐盐性



全 文 :第 20卷 第 2期 天 津 农 学 院 学 报 Vol. 20,No. 2
2013年 6月 Journal of Tianjin Agricultural University June,2013
收稿日期:2013-03-21
基金项目:国家农业科技成果转化资金项目“耐盐耐旱林、草资源高效培育技术集成及重盐碱地、旱荒地改良示范”(2011GB2A100003)
作者简介:左凤月(1987-),女,河北廊坊人,硕士在读,研究方向为果树生物技术及育种。E-mail:zuofengyue@163.com。
通信作者:杨静慧(1961-),女,甘肃兰州人,教授,博士,主要从事园艺植物栽培、抗逆生理和分子育种研究。E-mail:jinghuiyang2@yahoo.com.cn。
文章编号:1008-5394(2013)02-0011-04
小果白刺和泡果白刺的耐盐性
左凤月1,2,郝秀芬3,陈占峰2,杨静慧2,4,通信作者,梁国鲁1,刘艳军2,4,李建科2,4
(1. 西南大学 园艺园林学院,重庆 400715;2. 天津农学院 园艺系,天津 300384;
3. 天津市静海县种植业发展服务中心,天津 301600;4. 天津市中日农村环境资源合作研究中心,天津 300384)
摘 要:为比较不同种类白刺的耐盐性,通过蛭石盆栽和NaCl胁迫的方法,分析了小果白刺和泡果
白刺的脯氨酸、可溶性糖含量,幼苗鲜重、干重及根冠比。结果表明:随NaCl浓度的增加,小果白
刺的脯氨酸含量和可溶性糖含量持续稳定增加,显著高于对照,为对照的1.2~2.0倍;泡果白刺的
两个指标均表现出急剧增加和急剧降低,在12%NaCl浓度时最高,分别为对照的2.9倍和2.2倍,显
著高于对照,而在15%NaCl浓度下最低,为对照的59.7%和75.9%,显著低于对照。小果白刺幼苗地
上和地下鲜重、地下干重及根冠比在低浓度NaCl胁迫下有显著增加,分别为对照的1.4、1.5、2.4和
1.9倍,在高浓度NaCl下与对照无显著差异。NaCl胁迫使泡果白刺的幼苗鲜重、干重及根冠比显著
降低。因此,各项指标均说明泡果白刺对盐胁迫更加敏感,耐盐性不及小果白刺。
关键词:白刺;耐盐性;生理指标;生长指标;盐胁迫
中图分类号:Q945.78 文献标识码:A
Salt Tolerance of Nitraria sibirica Pall and Nitraria roborowskii Kom
ZUO Feng-yue 1,2, HAO Xiu-Fen3, CHEN Zhan-feng2, YANG Jing-hui 2,4,Corresponding Author, LIANG Guo-lu 1,
LIU Yan-jun 2,4, LI Jian-ke 2,4
(1. College of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Department of
Horticulture, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384,China; 3. Jinghai Planting Industry Development Service Center of
Tianjin City, Tianjin 301600, China; 4.China-Japan(Tianjin)Collaborative Research Center for the Rural Environment and
Resource, Tianjin 300384, China)
Abstract:In order to understand the salt tolerance of different species in Nitraria, the proline, soluble sugar, fresh and dry weight
of seedlings and the root-shoot ratio of Nitraria sibirica Pall and Nitraria roborowskii Kom were analyzed by the treatment of
NaCl stress in pots with vermiculite medium. The results show that the proline and soluble sugar of N. sibirica increased stably
and continually and was 1.2 to 2.0 times compared with the control, but both of them in N. roborowskii increased firstly and
reduced then, and appeared sharp change. Their highest vaules in N. sibirica under 12% NaCl concentration were 2.9 times and
2.2 times compared with the control, and the lowest in N. sibirica were 59.7% and 75.9%, which were significantly less than that
of the control under 15% NaCl concentration. The overground and underground fresh weight, underground dry weight and
root-shoot ratio of N. sibirica increased significantly in the low concentration of NaCl, reaching 1.4, 1.5, 2.4 and 1.9 times
compared with the control, and were same as the control in the high concentration. The fresh weight and dry weight of seedlings
and the root-shoot ratio of N. roborowskii reduced significantly under NaCl stress. Therefore, all indexes suggested that N.
roborowskii is more sensitive to the salt stress and the salt tolerance is lower than N. sibirica.
Key words: nitraria; salt tolerance; physiological index; growth index; NaCl stress
土壤盐渍化已成为世界性的资源与生态问
题。据统计,全世界有各类盐渍土约9.5×106 km2 ,
我国盐渍土总面积约 7.5×105 km2 ,其中有滨海盐
渍土5×106 hm2[1]。大多数植物不适合在盐碱化的
土壤上生长。通过工程措施,可以对盐碱土直接
进行改良,但成本高,效果难维持,而通过选育
适合当地生长的、具有经济开发价值的耐盐植物
对盐碱化土地进行改良,可以持久有效地改善土
壤,提高土地利用率[2]。
白刺(Nitraria)是蒺藜科(zygophyllaceae)
的一个古老属,属第三纪孑遗植物[3],为落叶灌木,
根系发达,具有抗盐碱、耐干旱、固沙改土的优
良特性,是滨海盐碱地绿化的主要树种之一[4]。全
世界共有12种,我国有8 种[5],小果白刺(Nitriaria
sibirica Pall)和泡果白刺(Nitriaria sphaerocarpa
Maxim)是其中两个常见种,在我国的内蒙古、甘
天 津 农 学 院 学 报 第 20卷·12·
肃和新疆等地均有分布[6-8]。本文通过对这两种白
刺幼苗在不同盐胁迫下游离脯氨酸、可溶性糖含
量及地上地下鲜重和干重的测定,比较了它们的
耐盐性,以筛选更加耐盐的白刺种类,为耐盐植
物育种提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
本试验中所使用的小果白刺和泡果白刺的种
子分别购买于甘肃民勤麟权生态种子公司和宁夏
远声绿阳草业有限公司(银川)。
1.2 方法
种子在4℃冰箱中沙藏处理3个月后,在蛭石
苗床上进行播种,待长出2片真叶后,移入10 cm
×10 cm的带托盘的花盆,基质为蛭石,每盆9株。
缓苗3周后,用0、3%、6%、9%、12%、15%的
NaCl溶液进行胁迫处理,每盆80 mL,每处理6盆
(6次重复),其中3盆用于游离脯氨酸与可溶性糖
测定,另外3盆用于植株地上、地下鲜重、干重测
定。
盐水处理1周后,测定植株游离脯氨酸和可溶
性糖含量。游离脯氨酸含量分析采用酸性茚三酮比
色法[9-10],可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[9-10]。
盐处理期间,以表面蛭石的干湿程度为标准
进行浇水:当表面蛭石出现松散,轻按无水分或
潮湿度很低时,浇清水80 mL,若有水分漏到托盘
中,将其倒回花盆,并用少量清水洗刷托盘,之
后将洗后水也倒入花盆中。盐处理4周后,取出植
株,用自来水洗掉根部蛭石,并用滤纸吸干,从
根茎处剪开,对植株地上部和地下部分别称重(鲜
重),然后放入烘箱,先用105 ℃杀青15 min,再
在80℃下烘至恒重,称干重。
根冠比=地下组织干重/地上组织干重[11]
所有数据均采用Excel 2007计算平均值及标
准差并作图,采用SPSS 17.0的LSD进行差异显著性
检验。
2 结果与分析
2.1 NaCl胁迫对小果白刺和泡果白刺叶片中游离
脯氨酸含量的影响
脯氨酸在植物对盐胁迫的适应中具有重要作
用[12]。由图1可知,随NaCl浓度的增加,小果白刺
和泡果白刺的游离脯氨酸含量呈现增加的趋势。
其中,小果白刺游离脯氨酸含量的增加幅度较为
缓慢,当NaCl浓度达到9%时,才显著高于0(对
照)与3%的处理,是对照的1.2倍;NaCl浓度大于
9%时,随浓度增加,脯氨酸含量无显著变化。泡
果白刺幼苗叶片中的游离脯氨酸含量变化较大,
在0~9%NaCl时增加较少,无显著差异;当NaCl
浓度达12%时,脯氨酸含量急剧上升,是对照的2.9
倍;但当NaCl浓度达15%时,其脯氨酸含量却急
剧下降,显著低于对照,其值仅是对照的59.7%。
图 1 盐胁迫对两种白刺脯氨酸含量的影响
2.2 NaCl胁迫对小果白刺和泡果白刺叶片中可溶
性糖的影响
可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质之
一,对于植物适应逆境和减少伤害起着重要作用[13]。
由图2可以看出,2种白刺的可溶性糖含量均随
NaCl浓度的增加呈现先增加,然后下降的趋势,
其中小果白刺的变化幅度较小。小果白刺的可溶
性糖含量在NaCl胁迫下先平稳增加,然后降低,
在6%NaCl时显著高于对照,在9%NaCl时,其值达
到最大,是对照的2倍,在12%和15%的高NaCl浓
度下,其糖含量降低至与对照相同。泡果白刺的
可溶性糖含量在0~6%的NaCl浓度范围时逐渐增
加,在3%NaCl胁迫下的可溶性糖含量显著高于对
照,在6%~12%的NaCl浓度范围时迅速增加,最
高为对照的2.1和2.2倍;但当NaCl浓度增加到15%
时,其糖含量却急剧降低,并显著低于对照,为
对照的75.9%。
图 2 盐胁迫对两种白刺可溶性糖含量的影响
第 2期 左凤月,等:小果白刺和泡果白刺的耐盐性 ·13·
2.3 NaCl胁迫对小果白刺和泡果白刺幼苗鲜重和
干重的影响
由图3可知,小果白刺和泡果白刺的地上鲜重
随NaCl浓度的增加呈现先增加或保持不变,然后
降低的趋势,其中,小果白刺地上鲜重变化幅度
较小,在3%NaCl胁迫下显著增加,并达到最大值
0.13 g,为对照的1.4倍,在高于3%NaCl浓度时,
与对照无显著差异。泡果白刺地上鲜重在
0~6%NaCl浓度时无显著变化,高于9%NaCl浓度
时其鲜重显著降低,最低仅为对照组的25%。因
而,低浓度的NaCl处理能增加小果白刺地上鲜重,
而对泡果白刺无显著影响;高浓度的NaCl胁迫会
显著降低泡果白刺地上鲜重,但对小果白刺地上
鲜重无显著降低。
图 3 盐胁迫对两种白刺地上鲜重的影响
由图4可知,NaCl胁迫下小果白刺地上干重上
下波动,但变化不显著;泡果白刺的地上干重则
随NaCl胁迫浓度的增加而显著降低,在9%的浓度
胁迫下降至最低,是对照组的50%。说明NaCl对
泡果白刺地上生长的抑制作用更大。
图 4 盐胁迫对两种白刺地上干重的影响
由图5可知,随NaCl胁迫浓度的增加,小果白
刺地下鲜重呈现先上升后下降趋势,但泡果白刺
呈下降趋势。小果白刺地下鲜重在0~9%NaCl浓
度胁迫下显著增加,约为对照组的1.5倍,而在
12%~15%NaCl浓度处理时与对照无显著差异。盐
胁迫下泡果白刺地下鲜重下降幅度大,在6%~
15%NaCl处理时显著低于对照,而9%~15%NaCl
处理组间无显著差异,最低值仅为对照组的
47.2%。所以,盐胁迫使泡果白刺地下鲜重显著降
低,而低浓度对小果白刺的地下鲜重有促进作用,
高浓度对其影响不大。
图 5 盐胁迫对两种白刺地下鲜重的影响
由图6可知,随NaCl胁迫浓度的增加,小果白
刺的地下干重在3%NaCl胁迫下显著增加,达到对
照的2.4倍,而高于3%NaCl处理时与对照无显著差
异。NaCl胁迫下泡果白刺地下干重迅速下降,在
9%~15%NaCl时与对照形成显著差异,最低值仅
为对照组的31.6%。所以,NaCl胁迫更多地降低了
泡果白刺的地下干重。
图 6 盐胁迫对两种白刺地下干重的影响
2.4 NaCl胁迫对小果白刺和泡果白刺根冠比影响
由图7可知,随NaCl浓度的增加,小果白刺的
天 津 农 学 院 学 报 第 20卷·14·
根冠比先增加后降低,泡果白刺则是持续降低。
小果白刺的根冠比在3%NaCl浓度时显著增加,并
达到最大值,其值是对照组的1.9倍,而在高于
3%NaCl浓度时,与对照无显著差异。泡果白刺在
0~6%NaCl浓度时,根冠比与对照组没有显著差
异,而高于6%NaCl处理时显著下降,仅为对照的
52.5%~64.0%。说明盐胁迫对泡果白刺的根冠比
影响更大,更多地降低了泡果白刺的根冠比,这
一结果与豆梨的研究相似[1]。
图 7 盐胁迫对两种白刺根冠比的影响
3 小结
逆境条件下植物体内游离脯氨酸和可溶性糖
含量的增加对于植物适应逆境、减少伤害起着重
要作用,也在一定程度上反映了植物对逆境的反
应[13]。由小果白刺和泡果白刺游离脯氨酸含量和
可溶性糖含量的变化可知,小果白刺两项指标的
变化比较稳定,而泡果白刺变化幅度大,在9%或
12%的NaCl浓度时有一个迅速的增加,然后迅速
降低。结合生长指标植株鲜重、干重看,NaCl胁
迫下,小果白刺的干重和鲜重无显著降低,但泡
果白刺地上鲜重、地上干重、地下鲜重和地下干
重均在盐浓度升高至6%~9%时呈现显著降低。说
明盐浓度较大地影响了泡果白刺的生长,且引起
其游离脯氨酸和可溶性糖含量的急剧变化,因此
推测,游离脯氨酸和可溶性糖的急剧变化应该是
一种盐害表现,这与杨洪兵对苹果属植物抗盐机
理的研究结果相似[14]。
综合分析上述结果得出,小果白刺较泡果白
刺更加耐盐。
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