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Effects of calcium on ion absorption and distribution
of virus-free potato seedlings under NaCl stress

钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布的影响



全 文 :植物营养与肥料学报 2015,21(4):993-1005 doi牶1011674/zwyf.20150419
JournalofPlantNutritionandFertilizer htp://www.plantnutrifert.org
收稿日期:2014-04-02   接受日期:2014-12-02
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-10-P17)资助。
作者简介:魏翠果(1987—),女,河南濮阳人,硕士研究生,主要从事马铃薯栽培生理研究。Email:weicuiguo0607@sina.cn
 通信作者 Email:mmeilian@126com
钙对 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、
分布的影响
魏翠果1,陈有君2,蒙美莲1,李鑫杰3,宋树慧1,任少勇1,肖 强1
(1内蒙古农业大学农学院,内蒙古呼和浩特 010019;2内蒙古农业大学生命科学学院,内蒙古呼和浩特 010019;
3内蒙古科右前旗农业技术推广中心,内蒙古兴安盟 137400)
摘要:【目的】马铃薯是对盐分较敏感的农作物,土壤盐渍化会严重影响马铃薯的生长发育及其产量和品质。有关
钙对NaCl胁迫下马铃薯离子吸收、分布的研究较少。本文通过研究不同浓度 CaCl2对 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗
离子吸收、分布和运输的影响,探讨钙对NaCl胁迫下马铃薯的调控机制,为盐渍土上马铃薯的生产提供理论依据
与技术支持。【方法】以‘克新一号’马铃薯品种为试验材料,采用组织培养方法,将0、5、10、15和20mmol/LCaCl2
与0、25、50和75mmol/LNaCl分别添加到MS+2mg/LB9+3%蔗糖 +09%琼脂培养基中,制成不同处理组合的
培养基。将继代培养的脱毒苗按单节茎段剪切接种到培养基中进行培养。接种30天时调查脱毒苗生物量和
Na+、Cl-、K+、Ca2+、Mg2+、P积累量,并分析 Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值及根系与茎叶的 SK、Na、SMg、Na和
SCa、Na值,探讨离子吸收、运输及分布情况。【结果】NaCl胁迫抑制马铃薯脱毒苗的生长,随 NaCl胁迫浓度的增加,
马铃薯脱毒苗鲜重、干重显著下降,各器官Na+和Cl-含量极显著增加,K+含量显著下降,Ca2+和 Mg2+含量减少,
茎、叶中P含量降低而根中P含量增加。Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值随NaCl胁迫浓度的增加而升高。随
NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗根系与茎叶的 SK、Na和 SMg、Na值逐渐降低,SCa、Na值呈先升高后降低趋势。0、25
和50mmol/LNaCl胁迫浓度下,以10mmol/LCaCl2处理的马铃薯脱毒苗根、茎叶鲜重和干重最高,75mmol/LNaCl
胁迫下以15mmol/LCaCl2处理的马铃薯脱毒苗生物量最高。各NaCl胁迫浓度下,添加CaCl2后,马铃薯脱毒苗各
器官Na+含量明显降低,Cl-含量显著增加,K+、Ca2+、Mg2+含量升高,P含量先降低后升高。0、25、50和75mmol/L
NaCl胁迫浓度下,添加适量 CaCl2可明显降低马铃薯脱毒苗各器官 Na
+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值,提高
SK、Na、SMg、Na和SCa、Na值,增强K
+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力,抑制Na+向地上部的选择运输能力,维持细
胞内离子平衡,缓解盐胁迫造成的营养亏缺。【结论】NaCl胁迫下添加外源钙,能够有效改善马铃薯脱毒苗体内的
离子平衡,促进营养吸收,Na+向叶片选择运输能力降低,K+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力增强,离子在各
器官水平上的区域化分布发生改变是钙缓解盐胁迫的重要生理机制之一。
关键词:马铃薯;钙;NaCl胁迫;离子吸收分布
中图分类号:S532;S1564   文献标识码:A   文章编号:1008-505X(2015)04-0993-13
Efectsofcalciumonionabsorptionanddistribution
ofvirusfreepotatoseedlingsunderNaClstress
WEICuiguo1,CHENYoujun2,MENGMeilian1,LIXinjie3,SONGShuhui1,RENShaoyong1,XIAOQiang1
(1ColegeofAgriculture,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010019,China;2Colegeoflife,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,
Hohhot010019,China;3Keyouqianqi,InnerMongoliaAgriculturalTechnologyPromotionCenter,HingganLeague137400,China)
Abstract:【Objectives】Soilsalinizationseriouslyafectsthegrowthanddevelopmentofpotato,decreasesitsyield
andquality.Inthispaper,theinfluenceofdiferentconcentrationsofCaCl2ontheionabsorption,distributionand
transportationofvirusfreepotatoseedlingsunderthestressofNaClwasstudiedtoexploretheregulatingmechanism
ofcalciumagainsttheNaClstressofpotato,providingatheoreticalbasisandtechnicalsupportforthepotato
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
productioninsalinesoil.【Methods】Tissueculturemethodwasusedwith‘KexinNo.1’astestedpotatocultivar.
ThemediumofMS+2mg/LB9+3% sucrose+09% agarwaschosenand0,5,10,15and20mmol/LCaCl2
and0,25,50and75mmol/LNaClwereaddedtomaketreatmentmediums.Thesubculturedvirusfreeseedlings
werecutintosinglestemsegmentsandinoculated30days.ThebiomassandNa+,Cl-,K+,Ca2+,Mg2+,P
accumulationofthevirusfreeseedlingsweremeasured,andtheratiosofNa+/K+,Na+/Ca2+,andNa+/Mg2+
andtheSK、Na,SMg、NaandSCa、Navaluesinrootandstemwerecalculated.【Results】Thegrowthofpotatoseedlings
wasinhibitedunderNaClstress.WiththeincreaseofNaClstressconcentration,thefreshanddryweightsof
seedlingsdecreasedsignificantly;theNa+andCl- contentsincreasedsignificantly,K+ contentdecreased
significantly,Ca2+andMg2+ contentsdecreasedinalthetestedpartsofseedlings;Pcontentswerereducedin
stemsandleaves,butincreasedinroots.Consequently,theratiosofNa+/K+,Na+/Ca2+andNa+/Mg2+ were
increased,theSK、Na,SMg、Navaluesinrootsandstemsgradualyreduced,andtheSCa、Navalueincreasedfirstandthen
decreased.Additionof10mmol/LofCaCl2undertheNaClstressof0,25,50mmol/L,and15mmol/LofCaCl2
under75mmol/LofNaClincreasedthebiomassaccumulationofpotatoseedlingsobviously.Withtheadditionof
CaCl2,theNa
+accumulationinseedlingsobviouslyreduced,Cl-contentincreasedsignificantly,K+,Ca2+and
Mg2+contentsincreased,andPcontentdecreasedatfirstandthenincreased.UnderaltheNaClstresstreatments,
theadditionofsuitableamountofCaCl2couldefectivelyreducetheNa
+/K+,Na+/Ca2+,Na+/Mg2+ratiosin
variousorgansofseedlings,improveSK、Na,SMg、Na,SCa、Navalues,increasetheselectionofupgroundtransportof
K+,Ca2+andMg2+,inhibitthatofNa+,maintainintracelularionicbalanceandrelievethenutritionaldeficiency
causedbysaltstress.【Conclusions】AddingexogenouscalciumunderNaClstresscanefectivelyimprovetheion
balanceofpotatovirusfreeseedlings,promotetheabsorptionofnutrients,reducethetransportationcapacityof
Na+toleaves,enhancetheselectiontransportofK+,Ca2+,Mg2+ toaboveground,whichisoneofthe 
physiologicalmechanismsforcalciumaleviatingsaltstress.
Keywords牶potato牷calcium牷NaClstress牷ionabsorptionanddistribution
  据统计,中国盐渍土分布十分广泛,约有27×
107hm2,其中70×106hm2为农田[1]。近年来,随
着工业的发展,灌溉用水的质量不断下降,土壤盐渍
化有不断加强的趋势[2]。马铃薯是对盐分较敏感
的作物,土壤盐渍化会严重影响马铃薯的生长发育
及其产量和品质[3-4]。据报道,NaCl胁迫能抑制安
第斯马铃薯种的匍匐茎生长[5]。Levy等[6]在以色
列一个干旱沙漠地区的沙质土壤上种植10个地中
海地区普遍栽培的马铃薯品种,以淡水(EC=235
dS/m)、当地含盐井水(EC=51dS/m)和当地富含
NaCl井水(EC=85dS/m)进行浇灌处理,结果发
现,中度盐胁迫下马铃薯‘Mondial’品种鲜薯产量较
对照降低28%,高盐度胁迫下马铃薯‘Charlote’鲜
薯产量较对照降低41%。内蒙古是中国马铃薯生
产的主要省区,2011年马铃薯播种面积达7127×
105hm2,居全国首位。但是,内蒙古自治区盐土面积
较大,约为 1254×106hm2,约占全区土地面积的
042%[7],盐渍化土壤给马铃薯生产发展造成一定
影响。
应用外源物质被认为是一种有效调控植物耐盐
性的重要手段。对植物而言,Ca2+不仅作为一种必
需的营养元素,更重要的是作为耦联胞外信号与胞
内生理反应的第二信使。当植物受到外界环境刺激
时,细胞中Ca2+浓度会出现变化,引起一系列保护
性生理反应,从而减轻环境胁迫对植物体的伤
害[8]。外源Ca2+可以增强植物的抗盐性,这已在玉
米[9]、水稻[10]、番茄[11]等植物上得到证实。本实验
室之前已初步研究了 Ca2+对马铃薯抗盐性的调控
作用,结果发现在 50mmol/LNaCl胁迫下添加 10
mmol/LCaCl2可使马铃薯脱毒苗株高、茎粗、叶片
数、茎叶干重及根干重较对照分别增加 4347%、
1611%、727%、7676%及1429%[12]。本研究在
此基础上,进一步开展盐胁迫下钙对马铃薯营养元
素吸收和分布的影响的研究,探讨 Ca2+对马铃薯调
控的生理生化基础,为马铃薯耐盐品种的筛选和耐
盐栽培技术的制定提供理论依据和技术参考。
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4期    魏翠果,等:钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布的影响
1 材料和方法
11 试验设计
供试马铃薯品种为‘克新一号’,脱毒苗由内蒙
古农业大学马铃薯研究室提供。试验设 NaCl和
CaCl2两个因素,NaCl设0、25、50、75mmol/L4个浓
度,CaCl2设0、5、10、15、20mmol/L5个浓度,共组
成20个处理组合,每处理重复3次。按设计的处理
浓度把NaCl和CaCl2分别添加到MS+2mg/LB9+
3%蔗糖 +09%琼脂培养基中,制成不同处理组合
的培养基。将继代培养的脱毒苗按单节茎段剪切到
培养基中进行培养。培养瓶直径65cm,每瓶装50
mL培养基,接入30个茎段,每个处理20瓶。培养
温度为25±1℃,光照强度为2000lx,每天光照15
h。培养30d时测定茎叶和根鲜重、干重,每处理测
定60株,同时取根、茎、叶干样测定离子含量。
12 测定项目与方法
Na+、K+含量采用火焰光度计法[13],Ca2+、
Mg2+含量用原子吸收法进行测定,P含量采用钼蓝
比色法,Cl-含量采用AgNO3滴定法
[14]。
采用杨敏生等[15]对根系中 K+、Na+、Ca2+、
Mg2+向地上部分运输的选择性的计算方法,运输选
择系数(SK、Na运输,SCa、Na运输,SMg、Na运输)的计算公
式如下:
SK、Na运输=(根系 Na
+/K+)/(茎叶Na+/K+)
SCa、Na运输=(根系 Na
+/Ca2+)/(茎叶Na+/Ca2+)
SMg、Na运输=(根系 Na
+/Mg2+)/(茎叶Na+/Mg2+)
采用 MicrosoftExcel2003对数据进行预处理。
利用SAS统计软件进行方差分析,用 Duncan氏新
复极差法对不同处理间进行差异显著性检验。
2 结果与分析
21 钙对 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗生物量的
影响
由表1可知,盐胁迫下马铃薯脱毒苗植株生长
受到强烈抑制,随着NaCl胁迫浓度的增加,根、茎叶
鲜重和干重均显著降低。相同NaCl胁迫浓度下,添
加CaCl2后,均能不同程度的提高马铃薯脱毒苗根、
茎叶鲜重和干重,且变化趋势相似,均随着 CaCl2处
理浓度的增加呈先升高后降低的变化;0、25和 50
mmol/LNaCl胁迫浓度下,以10mmol/LCaCl2处理
的马铃薯脱毒苗根、茎叶鲜重和干重最高,均极显著
(P<001)高于未加钙处理;75mmol/LNaCl胁迫
浓度下,15mmol/LCaCl2处理的根、茎叶鲜重和干
重最高,与未加 CaCl2处理差异达极显著(P<
001)水平。结果说明,NaCl胁迫显著抑制了马铃
薯脱毒苗的生长,添加适量外源钙能够有效缓解盐
胁迫对植株生长的抑制作用。
22 钙对 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗盐分和营养
元素含量的影响
图1为不同NaCl、CaCl2浓度下马铃薯茎、叶和
根中主要离子的含量及变化。
221Na+含量 随着 NaCl胁迫浓度的增加,马铃
薯脱毒苗叶片Na+含量极显著(P<001)增加。相
同NaCl胁迫浓度下,马铃薯脱毒苗叶片Na+含量随
着CaCl2处理浓度的增加呈先降低后升高的趋势。
在0、25和 50mmol/LNaCl胁迫下,以 10mmol/L
CaCl2处理的马铃薯脱毒苗叶片 Na
+含量最低;75
mmol/LNaCl胁迫浓度下,各CaCl2处理的叶片Na

含量均极显著(P<001)低于未加钙处理,其中,以
15mmol/LCaCl2处理的叶片Na
+含量最低,较未加
钙处理降低了2578%。
NaCl胁迫下,马铃薯脱毒苗茎中 Na+含量变化
趋势与叶片基本一致,也是随着NaCl胁迫浓度的增
加而极显著(P<001)增加,同一 NaCl胁迫浓度
下,马铃薯脱毒苗茎中 Na+含量随着 CaCl2处理浓
度的增加呈先降低后升高的趋势。无NaCl胁迫时,
各CaCl2处理茎中 Na
+含量虽低于无钙处理,但差
异不显著;25和 50mmol/LNaCl胁迫下,以 10
mmol/LCaCl2处理的马铃薯脱毒苗茎中 Na
+含量
最低,与未加钙处理差异达极显著(P<001)水平;
75mmol/LNaCl胁迫下,各 CaCl2处理的茎中 Na

含量均极显著(P<001)低于无钙处理,其中,以15
mmol/LCaCl2处理的茎中 Na
+含量最低,较未加钙
处理降低了2815%。
马铃薯脱毒苗根中Na+含量变化趋势与茎叶相
似,也是随着 NaCl胁迫浓度的增加而极显著(P<
001)增加,同一NaCl胁迫浓度下,马铃薯脱毒苗根
中Na+含量也是随着CaCl2处理浓度的增加呈先降
低后升高的变化趋势。在0、25和50mmol/LNaCl
胁迫浓度下,以10mmol/LCaCl2处理的马铃薯脱毒
苗根中Na+含量最低;75mmol/LNaCl胁迫浓度下,
各CaCl2处理的根中 Na
+含量均极显著(P<001)
低于未加钙处理,其中,以15mmol/LCaCl2处理的
根中Na+含量最低,较未加钙处理降低了3574%。
图1同时也反映了钙对盐胁迫下马铃薯脱毒苗
根、茎、叶中Na+含量分布的影响,无NaCl胁迫时,根
中Na+含量大于茎、叶中Na+含量,随着NaCl胁迫浓
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植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
表1 钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗生物量的影响
Table1 TheefectofcalciumonthebiomassofpotatoseedlingsunderNaClstress
NaCl
(mmol/L)
CaCl2
(mmol/L)
鲜重 Freshmass(g)
茎叶Stemandleaf 根Root
干重 Drymass(g)
茎叶Stemandleaf 根Root
0 0 506±009cC 110±005dC 0421±0014bB 0094±0002bC
5 569±020bBC 133±007bAB 0448±0027bAB 0113±0007aA
10 650±015aA 146±005aA 0489±0015aA 0116±0006aA
15 612±003abAB 130±008bcB 0448±0015bAB 0109±0004aAB
20 595±007bAB 121±007cdBC 0424±0009bB 0100±0005bBC
25 0 438±012dD 096±005cC 0363±0003cB 0084±0002cB
5 516±046cC 115±011bAB 0396±0022bcB 0093±0005abAB
10 638±006aA 130±013aA 0459±0004aA 0097±0006aA
15 610±007abAB 120±006abA 0420±0009abAB 0093±0003abAB
20 562±003bcBC 102±003cBC 0378±0004bcB 0085±0002bcB
50 0 415±029cC 086±008bB 0336±0026bC 0068±0003cB
5 502±006bB 094±011bAB 0359±0003bBC 0074±0004bcAB
10 594±011aA 107±014aA 0446±0006aA 0082±0005aA
15 574±008aA 098±01abAB 0410±0011aAB 0077±0007abAB
20 552±004aAB 087±00bB 0366±0015bBC 0070±0002bcB
75 0 358±006bB 068±007bB 0299±0010bB 0051±0004cB
5 467±010aA 076±006abAB 0355±0010aAB 0060±0001abAB
10 497±022aA 084±008aAB 0373±0011aA 0064±0003abA
15 508±004aA 086±006aA 0378±0011aA 0067±0004aA
20 457±036aA 075±006abAB 0341±0024aAB 0059±0002bAB
  注(Note):同列数据后不同小、大写字母表示同一 NaCl浓度下不同 CaCl2处理间差异达5%、1%显著水平 Valuesfolowedbydiferent
smalandcapitalletersaresignificantlydiferentamongdiferentCaCl2treatmentsunerthesameNaCllevelat005and0.01levels,respectively.
度的增加,茎中 Na+含量逐渐大于根、叶中 Na+
含量。
  综上,NaCl胁迫导致各器官 Na+大量积累,添
加适量CaCl2后,各器官Na
+含量降低,且植株吸收
的Na+较多地在茎中贮存,减轻对叶片的Na+毒害,
进而减轻盐胁迫对植株的离子毒害作用。
222 K+含量 随着NaCl胁迫浓度的增加,马铃
薯脱毒苗叶片K+含量显著降低。相同NaCl胁迫浓
度下,随着CaCl2处理浓度的增加,马铃薯脱毒苗叶
片K+含量呈先升高后降低的变化。NaCl0、25和
50mmol/L胁迫浓度下,以 CaCl210mmol/L处理叶
片K+含量最高,显著高于未加 CaCl2处理;NaCl75
mmol/L胁迫下,各 CaCl2处理叶片 K
+含量虽都高
于无钙处理,但差异不显著,其中,以 CaCl215
mmol/L处理叶片K+含量最高。
NaCl胁迫下,马铃薯脱毒苗茎中 K+含量变化
趋势与叶片相似,也是随着NaCl胁迫浓度的增加逐
渐降低,同一NaCl胁迫浓度下,茎中K+含量也是随
着CaCl2处理浓度的增加呈先增加后减少的变化。
无NaCl胁迫时,CaCl210mmol/L处理马铃薯脱毒苗
茎中 K+含量最高,与无钙处理相比差异达极显著
(P<001)水平;NaCl25和 50mmol/L胁迫浓度
下,同样是CaCl210mmol/L处理马铃薯脱毒苗茎中
K+含量最高,分别较同一 NaCl胁迫下未加 CaCl2
处理增加1260%和1657%;NaCl75mmol/L胁迫
浓度下,以CaCl215mmol/L处理茎中K
+含量最高,
699
4期    魏翠果,等:钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布的影响
图1 不同NaCl、CaCl2浓度下马铃薯茎、叶、根中几种元素含量变化
Fig.1 Theseveralioncontentsinthestem,leafandrootoftomatoseedlingsunderdiferentNaClandCaCl2concentrations
799
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
较未加 CaCl2处理增加2693%,差异达极显著(P
<001)水平。
马铃薯脱毒苗根中K+含量随着NaCl胁迫浓度
的增加极显著(P<001)减少,同一 NaCl胁迫浓度
下,添加CaCl2后,马铃薯脱毒苗根中 K
+含量均显
著升高。NaCl0、25、50和75mmol/L胁迫浓度下,
均是CaCl220mmol/L处理马铃薯脱毒苗根中K
+含
量最高,分别较同一NaCl胁迫下未加 CaCl2处理增
加5510%、6544%、9246%和10465%。
各NaCl胁迫浓度下,添加 CaCl2后马铃薯脱毒
苗各器官K+含量分布情况为茎>根>叶。
综上,NaCl胁迫引起马铃薯脱毒苗各器官 K+
含量降低,添加CaCl2后,各器官K
+含量升高,以维
持植株生理活动和离子平衡,从而减轻盐胁迫伤害。
223Ca2+含量 随着NaCl胁迫浓度的增加,马铃
薯脱毒苗叶片Ca2+含量逐渐降低。同一 NaCl胁迫
浓度下,随着 CaCl2处理浓度的增加马铃薯脱毒苗
叶片 Ca2+含量持续升高。无 NaCl胁迫时,添加
CaCl2后,马铃薯脱毒苗叶片 Ca
2+含量极显著(P<
001)高于未加钙处理;NaCl25和50mmol/L胁迫
下,各CaCl2处理马铃薯脱毒苗叶片 Ca
2+含量显著
高于同一NaCl胁迫下无钙处理;NaCl75mmol/L胁
迫浓度下,CaCl210 20mmol/L处理马铃薯脱毒苗
叶片Ca2+含量极显著高于未加CaCl2处理。
马铃薯脱毒苗茎中Ca2+含量也是随着 NaCl胁
迫浓度的增加而逐渐降低。相同 NaCl胁迫浓度
下,随着 CaCl2处理浓度的增加马铃薯脱毒苗茎中
Ca2+含量逐渐升高。无 NaCl胁迫时,添加 CaCl2
后,马铃薯脱毒苗茎中 Ca2+含量极显著(P<001)
高于无钙处理;NaCl25、50和 75mmol/L胁迫下,
CaCl210 20mmol/L处理马铃薯脱毒苗茎中 Ca
2+
含量极显著(P<001)高于同一 NaCl胁迫下无钙
处理。
随着NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗根中
Ca2+含量极显著(P<001)降低。NaCl0、25
mmol/L胁迫下,随着培养基中钙浓度的增加马铃薯
脱毒苗根中Ca2+含量持续升高;NaCl50、75mmol/L
胁迫下,随着钙处理浓度的增加马铃薯脱毒苗根中
Ca2+含量呈先增加后降低的趋势,均在 CaCl215
mmol/L处理时达到最高,与未加钙处理间差异达极
显著(P<001)水平。
各 NaCl胁迫浓度下,马铃薯脱毒苗各器官
Ca2+含量分布情况为茎>根>叶,添加CaCl2后,茎
中Ca2+含量增加最多。
综上,盐胁迫使马铃薯脱毒苗各器官 Ca2+含量
降低,造成植株营养亏缺,添加外源钙后,各器官
Ca2+含量升高,以维持植株营养需求和离子平衡,
减轻盐害作用。
224Mg2+含量 马铃薯脱毒苗叶片 Mg2+含量随
着NaCl胁迫浓度的增加逐渐降低。同一NaCl胁迫
浓度下,随着 CaCl2处理浓度的增加马铃薯脱毒苗
叶片Mg2+含量呈先增加后减少的趋势。NaCl0、25
和50mmol/L胁迫下,CaCl210mmol/L处理马铃薯
脱毒苗叶片Mg2+含量最高,显著高于同一 NaCl胁
迫浓度下未加 CaCl2处理;NaCl75mmol/L胁迫浓
度下,CaCl215mmol/L处理马铃薯脱毒苗叶片Mg
2+
含量最高,显著高于未加钙处理。
随着NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗茎中
Mg2+含量显著下降。相同 NaCl胁迫浓度下,马铃
薯脱毒苗茎中 Mg2+含量随 CaCl2处理浓度的增加
呈先升高后降低的变化。NaCl0、25和50mmol/L
胁迫下,以CaCl210mmol/L处理马铃薯脱毒苗茎中
Mg2+含量最高,极显著(P<001)高于同一NaCl胁
迫浓度下未加钙处理;NaCl75mmol/L胁迫浓度下,
各CaCl2处理马铃薯脱毒苗茎中 Mg
2+含量均极显
著(P<001)高于无钙处理,其中,以 CaCl215
mmol/L处理Mg2+含量最高。
NaCl胁迫下,马铃薯脱毒苗根中 Mg2+含量变
化趋势与茎叶相似,也是随着NaCl胁迫浓度的增加
极显著(P<001)降低。相同 NaCl胁迫浓度下,马
铃薯脱毒苗根中 Mg2+含量随 CaCl2处理浓度的增
加呈先升高后降低的趋势。NaCl0、25和 50
mmol/L胁迫下,以CaCl210mmol/L处理马铃薯脱毒
苗根中Mg2+含量最高,显著高于同一 NaCl胁迫浓
度下未加钙处理;NaCl75mmol/L胁迫浓度下,各
CaCl2处理马铃薯脱毒苗根中Mg
2+含量均显著高于
无CaCl2处理,其中,以 CaCl215mmol/L处理 Mg
2+
含量最高。
无NaCl胁迫时,马铃薯脱毒苗各器官 Mg2+含
量分布表现为叶 >茎 >根,随着盐浓度的增加,
Mg2+含量在各器官的分布逐渐变为茎>叶>根。
综上,NaCl胁迫引起马铃薯脱毒苗植株各器官
Mg2+含量显著降低;添加钙后,各器官 Mg2+含量增
加,即受盐胁迫抑制程度降低,表现出对盐胁迫的缓
解效应。
225P含量 随着 NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯
899
4期    魏翠果,等:钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布的影响
脱毒苗叶片P含量显著降低。相同 NaCl胁迫浓度
下,马铃薯脱毒苗叶片 P含量均随 CaCl2处理浓度
的增加呈先降低后增高的趋势。各 NaCl胁迫浓度
下,添加CaCl2后,马铃薯脱毒苗叶片P含量均低于
未添加CaCl2的处理。
马铃薯脱毒苗茎中 P含量随 NaCl胁迫浓度的
增加逐渐减少。无 NaCl胁迫时,添加 CaCl2后,马
铃薯脱毒苗茎中P含量随CaCl2处理浓度的增加呈
逐渐减少的变化趋势;NaCl25、50和75mmol/L胁
迫浓度下,马铃薯脱毒苗茎中 P含量随 CaCl2处理
浓度的增加呈先降低后升高的趋势,且同一NaCl胁
迫下加钙处理基本均低于未加CaCl2处理。
马铃薯脱毒苗根中 P含量随 NaCl胁迫浓度的
增加而升高。相同NaCl胁迫浓度下,马铃薯脱毒苗
根中P含量同样是随CaCl2处理浓度的增加呈先减
少后增加的趋势,添加CaCl2后,马铃薯脱毒苗根中
P含量均极显著(P<001)低于无钙处理。NaCl0、
25和50mmol/L胁迫浓度下,以CaCl210mmol/L处
理马铃薯脱毒苗根中 P含量最低;NaCl75mmol/L
胁迫下,CaCl215mmol/L处理根中P含量最低。
无NaCl胁迫时,马铃薯脱毒苗各器官P含量分
布情况为叶>茎>根,随着NaCl胁迫浓度的增加变
为根>叶>茎。综上,NaCl胁迫引起向茎叶输送 P
含量降低,根中 P积累,造成地上部由磷参与的生
理代谢活性减弱,添加 CaCl2能够提高茎叶的含 P
量,增强植株适应盐胁迫环境的能力。
226Cl-含量 无NaCl胁迫时,马铃薯脱毒苗茎、
叶、根各器官Cl-含量较低,分别为249%、190%、
143%。随着NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗
各器官Cl-含量极显著(P<001)增加。NaCl25、
50和 75mmol/L胁迫浓度下,茎中 Cl-含量较无
NaCl胁 迫 的 分 别 增 加 10803%、20522%、
30884%,叶 中 分 别 增 加 7211%、12895%、
21632%,根 中 分 别 增 加 13287%、22657%、
26783%。同一NaCl胁迫浓度下,添加 CaCl2后,
植株各器官 Cl-含量显著增加,且茎中 Cl-含量增
加最多。NaCl胁迫下,马铃薯脱毒苗各器官 Cl-含
量分布情况为茎 >根 >叶。说明 NaCl和 CaCl2造
成马铃薯脱毒苗各器官 Cl-大量积累,且以茎中
Cl-含量增加最多。
23 钙对 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗盐分和营养
元素吸收比的影响
231Na+/K+比 Na+/K+比值常被用来表示盐
害程度,比值越大,说明 Na+对 K+吸收的抑制作用
越大,盐害越严重,反之植物受盐害作用则轻。由表
2可知,随NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗各
器官Na+/K+值极显著(P<001)增加,升高幅度随
着NaCl胁迫浓度的升高而增大。Na+/K+值在叶
中最高,根中次之,茎中最低。
同一NaCl胁迫浓度下,随着 CaCl2处理浓度的
增加马铃薯脱毒苗茎、叶中 Na+/K+值呈先降低后
升高的趋势,根中 Na+/K+值基本呈逐渐降低的变
化趋势。无 NaCl胁迫时,添加 CaCl2后,马铃薯脱
毒苗各器官Na+/K+值虽低于未加钙处理但差异不
显著;NaCl25mmol/L胁迫浓度下,添加钙后马铃薯
脱毒苗各器官Na+/K+值也均低于无钙处理,其中,
根中 CaCl210、15、20mmol/L处理 Na
+/K+值与无
钙处理相比差异达显著水平,茎中 CaCl25、10、15
mmol/L处理 Na+/K+值与未加 CaCl2处理相比差
异均达显著水平,但叶中各 CaCl2处理 Na
+/K+值
与无钙处理间差异不显著;NaCl胁迫浓度为 50
mmol/L时,马铃薯脱毒苗根中 Na+/K+值以 CaCl2
20mmol/L处理最低,茎、叶中以CaCl210mmol/L处
理最低,与无 CaCl2处理差异达显著(P<005)水
平;75mmol/LNaCl胁迫浓度下,添加CaCl2后马铃
薯脱毒苗各器官 Na+/K+值均极显著(P<001)低
于未加CaCl2处理,根中以 CaCl220mmol/L处理最
低,茎、叶中以CaCl215mmol/L处理最低。
综上,NaCl胁迫使马铃薯脱毒苗对 K+的吸收
量显著降低,而对Na+的吸收量显著增加,添加外源
钙提高了各器官吸 K+排 Na+能力,有利于缓解
NaCl胁迫对植株的伤害。
232Na+/Ca2+比 马铃薯脱毒苗各器官 Na+/
Ca2+比值在NaCl胁迫下极显著(P<001)升高,增
加幅度最高的是叶,其次是茎,根增加幅度最小(表
3)。
无NaCl胁迫时,添加CaCl2后马铃薯脱毒苗各
器官Na+/Ca2+值均低于未加 CaCl2处理,根、茎中
Na+/Ca2+比值以 CaCl215mmol/L处理最低,但与
未加钙处理差异不显著,叶中 Na+/Ca2+比值以
CaCl220mmol/L处理最低,且各 CaCl2处理均显著
(P<005)低于未加钙处理。NaCl25、50、75
mmol/L胁迫浓度下,各 CaCl2处理马铃薯脱毒苗各
器官Na+/Ca2+比值均极显著(P<001)低于未加
钙处理。
999
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
表2 钙对NaCl胁迫下马铃薯Na+/K+比值的影响
Table2 TheefectofcalciumonNa+/K+ratioofpotatounderNaClstress
植株部位
Thepositionofplant
CaCl2
(mmol/L)
NaCl(mmol/L)
0 25 50 75
根Root 0 0.288±0.04aA 0.753±0.07aA 1.455±0.18aA 2.357±0.37aA
5 0.210±0.03aA 0.578±0.04abA 1.156±0.10bAB 1.660±0.16bB
10 0.139±0.02aA 0.423±0.03bA 0.815±0.09cBC 1.171±0.05cC
15 0.136±0.02aA 0.446±0.05bA 0.805±0.05cBC 0.832±0.03dCD
20 0.147±0.03aA 0.416±0.06bA 0.675±0.02cC 0.772±0.05dD
茎Stem 0 0.121±0.02aA 0.445±0.06aA 0.781±0.00aA 1.248±0.11aA
5 0.060±0.01aA 0.307±0.04bcAB 0.571±0.05bBC 1.040±0.09bB
10 0.043±0.01aA 0.231±0.04cB 0.389±0.03cD 0.825±0.02cC
15 0.064±0.01aA 0.277±0.05bcAB 0.532±0.03bCD 0.701±0.02dC
20 0.086±0.03aA 0.373±0.06abAB 0.724±0.06aAB 0.855±0.04cC
叶Leaf 0 0.347±0.06aA 1.047±0.18aA 3.188±0.46abA 6.555±1.93aA
5 0.229±0.05aA 0.664±0.10aA 2.550±0.36abA 4.329±0.45bB
10 0.171±0.05aA 0.589±0.04aA 1.852±0.15bA 3.684±0.54bB
15 0.219±0.04aA 0.762±0.07aA 2.485±0.39abA 2.974±0.35bB
20 0.283±0.07aA 0.856±0.06aA 3.368±0.45aA 4.064±0.42bB
  注(Note):同列数据后不同小、大写字母分别表示同一部位不同处理间差异达5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentsmaland
capitalletersaresignificantlydiferentinthesameorganamongtreatmentsat005and001levels,respectively.
表3 钙对NaCl胁迫下马铃薯Na+/Ca2+比值的影响
Table3 TheefectofcalciumonNa+/Ca2+ratioofpotatounderNaClstress
植株部位
Thepositionofplant
CaCl2
(mmol/L)
NaCl(mmol/L)
0 25 50 75
根Root 0 14631±196aA 48494±445aA 116118±756aA 165617±374aA
5 10448±060aA 33884±072bB 57105±380bB 89264±735bB
10 5953±089aA 20286±068cC 42974±080cC 66501±196cC
15 4803±069aA 21057±108cC 37264±056cC 47985±244dD
20 5308±116aA 19912±240cC 42897±182cC 65862±503cC
茎Stem 0 18673±289aA 76911±1029aA 142197±1074aA 197882±1468aA
5 4087±096aA 28719±570bB 58522±483bB 106912±477bB
10 2174±076aA 12534±322bcB 24867±315cC 58171±1221cC
15 1831±051aA 7674±118cB 16260±138cC 33087±453dD
20 2003±065aA 9215±115cB 16297±131cC 21875±076dD
叶Leaf 0 21759±290aA 50717±825aA 139063±141aA 265040±130aA
5 9288±276bAB 28609±508bB 80668±376bB 138633±96bB
10 6241±161bB 17532±007cBC 38014±145cC 63450±277cC
15 5952±011bB 15467±131cBC 30037±169cC 42688±088dD
20 4053±140bB 12473±106cC 31215±098cC 40122±194dD
  注(Note):同列数据后不同小、大写字母分别表示同一部位不同处理间差异达5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentsmaland
capitalletersaresignificantlydiferentinthesameorganamongtreatmentsat005and001levels,respectively.
0001
4期    魏翠果,等:钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布的影响
  结果说明,NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗各器官对
Ca2+的吸收量显著降低,添加外源钙能够有效缓解
盐胁迫对 Ca2+吸收的抑制作用,增强植株抗盐害
能力。
233Na+/Mg2+ 比   马 铃 薯 脱 毒 苗 各 器 官
Na+/Mg2+比值随 NaCl胁迫浓度的增加极显著(P
<001)升高,升高幅度随着 NaCl胁迫浓度的增加
而增大。Na+/Mg2+比值在根中最高,茎中次之,叶
中最低。
同一NaCl胁迫浓度下,马铃薯脱毒苗各器官
Na+/Mg2+比值随 CaCl2处理浓度的增加呈先降低
后升高趋势。无NaCl胁迫时,各 CaCl2处理马铃薯
脱毒苗各器官 Na+/Mg2+值均低于未加钙处理,且
均是在 CaCl2浓度为 10mmol/L时最低。NaCl25
mmol/L胁 迫 浓 度 下,马 铃 薯 脱 毒 苗 各 器 官
Na+/Mg2+值同样是在CaCl2处理浓度为10mmol/L
时最低,且根中 Na+/Mg2+比值与 CaCl20、5、20
mmol/L处理间、茎中 Na+/Mg2+比值与 CaCl20、20
mmol/L处理间均达到极显著(P<001)差异水平。
NaCl50mmol/L胁迫浓度下,马铃薯脱毒苗各器官
Na+/Mg2+值在 CaCl2处理浓度为 10mmol/L时极
显著(P<001)低于未加钙处理。NaCl75mmol/L
胁迫下,添加 CaCl2后,马铃薯脱毒苗各器官 Na
+/
Mg2+值均极显著(P<001)低于未加 CaCl2处理,
以15mmol/LCaCl2处理最低。
综上,NaCl胁迫使马铃薯脱毒苗各器官对
Mg2+的吸收量显著降低,添加 CaCl2使各器官吸收
Mg2+的量明显升高,从而减轻盐胁迫对植株的
伤害。
表4 钙对NaCl胁迫下马铃薯Na+/Mg2+比值的影响
Table4 TheefectofcalciumonNa+/Mg2+ratioofpotatounderNaClstress
植株部位
Organ
CaCl2
(mmol/L)
NaCl(mmol/L)
0 25 50 75
根 Root 0 43443±436aA 98705±438aA 158097±487aA 213086±895aA
5 38783±439abA 89015±023aAB 148019±037abAB 181740±395bB
10 29675±426bA 74566±031bB 125233±506cC 164822±460cC
15 29982±437bA 85743±478abAB 132688±026cBC 131074±009eD
20 34152±755abA 91583±760aAB 144869±418bAB 143479±464dD
茎 Stem 0 20100±303aA 71606±923aA 117507±561aA 162043±701aA
5 11129±286aA 52137±810bcABC 90683±615bcBC 131662±346bB
10 8202±289aA 39617±510cC 63468±294dD 117217±388cBC
15 11408±291aA 45728±775bcBC 82181±300cCD 105669±264cC
20 14570±508aA 60721±787abAB 104938±506abAB 114802±602cBC
叶 Leaf 0 17007±275aA 38744±596aA 95240±007aA 141991±765aA
5 10846±275aA 31383±490aA 81412±107bABC 115678±525bB
10 10479±265aA 30985±011aA 69651±064cC 109526±331bBC
15 13922±010aA 35790±306aA 77045±297bcBC 96355±279cC
20 14398±503aA 39538±4311aA 86745±416abAB 110253±469bBC
  注(Note):同列数据后不同小、大写字母分别表示同一部位不同处理间差异达5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentsmaland
capitalletersaresignificantlydiferentinthesameorganamongtreatmentsat005and001levels,respectively.
24 钙对 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子运输选
择性的影响
SK、Na、SCa、Na和 SMg、Na值反映的是植物根中的
Na+、K+、Ca2+和 Mg2+向地上部分运输的选择性。
SK、Na、SCa、Na和SMg、Na值越大,K
+、Ca2+和Mg2+向地上
部运输的选择性越高,留在根中的 Na+越多。由表
1001
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
5可知,随NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗根
系与茎叶的 SK、Na、和 SMg、Na值逐渐降低,表明马铃薯
脱毒苗选择运输 Na+而抑制 K+和 Mg2+的运输,
SCa、Na值随NaCl胁迫浓度的增加呈先升高后降低趋
势,表明低盐胁迫下有助于 Ca2+选择运输,高盐胁
迫抑制Ca2+选择运输。
同一NaCl胁迫下,添加5mmol/LCaCl2后马铃
薯脱毒苗根系与茎叶 SK、Na值较未加 CaCl2处理升
高,其它 CaCl2处理则降低。各 NaCl胁迫浓度下,
随着CaCl2处理浓度的增加马铃薯脱毒苗根系与茎
叶SCa、Na值逐渐升高,SMg、Na值呈先升高后降低趋势。
表明 NaCl胁迫下,添加外源钙有助于马铃薯对
Ca2+选择运输,而对 K+、Mg2+的选择运输并不是
Ca2+浓度越高越好。
表5 钙对NaCl胁迫下马铃薯SK、Na、SCa、Na和SMg、Na的影响
Table5 TheefectofcalciumonSK、Na,SCa、NaandSMg、NaofpotatounderNaClstress
NaCl(mmol/L) CaCl2(mmol/L) SK、Na SCa、Na SMg、Na
0 0 0601±0031aA 0360±0039bB 1172±0124bB
5 0644±0112aA 0857±0198aA 1770±0024aA
10 0655±0132aA 0784±0143aA 1703±0231aA
15 0440±0085bAB 0630±0118abAB 1243±0291bB
20 0345±0085bB 0927±0245aA 1180±0263bB
25 0 0578±0107abAB 0391±0062bB 0916±0120aA
5 0647±0149aA 0592±0019bAB 1070±0046aA
10 0539±0023abAB 0693±0085abAB 1067±0079aA
15 0458±0054bcAB 0909±0016aA 1061±0096aA
20 0356±0062cB 0943±0171aA 0940±0146aA
50 0 0400±0070aAB 0412±0011bB 0743±0011aA
5 0412±0040aA 0415±0045bB 0862±0033aA
10 0378±0059aAB 0690±0047abAB 0940±0014aA
15 0300±0015abAB 0809±0037aAB 0834±0014aA
20 0174±0027bB 0910±0076aA 0761±0054aA
75 0 0303±0091abA 0359±0016bB 0702±0028aA
5 0337±0066aA 0368±0049bB 0735±0020aA
10 0284±0044abA 0564±0071bB 0729±0038aA
15 0228±0027abA 0640±0064bB 0649±0010aA
20 0146±0006bA 1060±0037aA 0640±0034aA
  注(Note):同列数据后不同小、大写字母分别表示同一部位不同处理间差异达5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentsmaland
capitalletersaresignificantlydiferentinthesameorganamongtreatmentsat005and001levels,respectively.
3 讨论
马铃薯对盐分非常敏感,在盐胁迫下最普遍的
变化就是生长受到抑制,生物量显著下降[16-17]。本
研究也证明了这一点,随 NaCl胁迫浓度的增加,马
铃薯脱毒苗鲜重、干重显著下降,添加CaCl2能够有
效增加脱毒苗鲜重、干重,从而缓解盐胁迫对脱毒苗
生长的抑制作用。在 25和 50mmol/LNaCl胁迫
下,添加10mmol/LCaCl2处理的马铃薯脱毒苗生物
量最高,在 75mmol/LNaCl胁迫浓度下,以 15
mmol/LCaCl2处理的马铃薯脱毒苗生长最好。
盐胁迫对植物的伤害主要表现为渗透胁迫和离
子毒害,Na+和 Cl-是盐胁迫下植物进行渗透调节
的主要无机离子,但过量的 Na+和 Cl-在植物体内
2001
4期    魏翠果,等:钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布的影响
的积累会破坏细胞内的离子和水分平衡[18-22]。马
艳萍[23]采用0 400mmol/LNaCl营养液浇灌法对
芦荟进行胁迫处理,结果表明,根、茎、叶中 Na+和
Cl-含量显著增加,本研究结果与其一致,随着 NaCl
胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗各器官 Na+和 Cl-
含量极显著增多;马铃薯脱毒苗 Na+含量在低盐胁
迫时分布为根>茎>叶,高盐胁迫时表现为茎 >根
>叶,Cl-含量为茎>根>叶,这与韩志平等[24]在小
型西瓜上的研究结果一致,这可能是由于茎中代谢
活性相对较弱,马铃薯把吸收的大量 Na+和 Cl-贮
藏于茎中,以减轻盐胁迫对根系和叶片的伤害。朱
义等[25]研究表明,在100mmol/LNaCl胁迫下,添加
适当浓度的CaCl2后,高羊茅细胞质膜透性降低,抑
制Na+进入,表明钙能稳定细胞质膜,抑制了盐胁迫
对细胞膜的伤害,从而使 Na+含量降低。本研究也
发现,NaCl胁迫下添加适量钙后,马铃薯脱毒苗
Na+含量下降,表明钙能够抑制植株对Na+的吸收,
缓解盐胁迫对马铃薯的离子毒害作用。由于外源钙
盐采用的是 CaCl2,所以在 NaCl和 CaCl2的共同作
用下,马铃薯脱毒苗Cl-含量持续升高,但对马铃薯
的生长并未产生影响,主要是因为马铃薯体内氯含
量和磷素含量的总和是比较稳定的,约占无机元素
总量的15%左右[26],虽然过多的Cl-含量影响马铃
薯对P的吸收,但本研究对马铃薯各器官磷素含量
的测定结果表明,磷素含量在马铃薯正常生长所需
范围之内,故在NaCl0 75mmol/L胁迫下,添加适
量的 CaCl2能够有效缓解盐胁迫对马铃薯的伤害,
这从另一方面也说明了 NaCl胁迫对马铃薯的伤害
主要表现为Na+毒害。
K+、Ca2+、Mg2+和 P是植物所需的大量或中量
元素,在植物生长和代谢中具有重要作用,在过量
Na+竞争下,K+、Ca2+和 Mg2+等营养元素的吸收受
到抑制,P的转移受阻,造成植物无法正常吸收营
养,导致营养亏缺[27]。
据报道,钾营养是影响非盐生植物耐盐性的一
个关键性因素[28]。多数研究表明,盐胁迫下植株
K+含量下降[29,30];柳斌等[31]研究指出,Ca2+提高了
NaCl胁迫下苜蓿根、叶K+含量,植株根、叶Na+/K+
比值下降。本研究结果也表明,随着NaCl浓度的增
加马铃薯脱毒苗各器官 K+含量显著下降,添加适
量钙后,K+含量升高,Na+/K+值降低。原因是
Ca2+能够在一定程度上缓解 NaCl胁迫对马铃薯脱
毒苗根系细胞膜的伤害,降低质膜的通透性,增强了
细胞膜对离子的选择吸收[31]。对马铃薯脱毒苗
Na+、K+选择运输性研究表明,NaCl胁迫下 SK、Na降
低,添加适量钙后,SK、Na值升高,说明钙具有提高马
铃薯体内 K+选择运输性的作用,抑制 Na+选择运
输,调控Na+、K+在各器官内区域化分布情况,能
有效缓解NaCl对马铃薯的离子毒害作用。
盐胁迫下Ca2+对维持细胞膜的完整性和离子
的选择性吸收起着重要作用[32,33],大量 Ca2+、Mg2+
的积累有助于维持较低的细胞渗透势,促进根系吸
水[34]。有研究表明盐胁迫下紫花苜蓿[18]、沙棘[35]
根的 Ca2+、Mg2+含量均显著下降。赵长江等[36]认
为,外源钙可明显增加盐胁迫下玉米幼苗 Ca2+、
Mg2+的吸收量和运输量,降低 Na+/Ca2+比值。本
研究结果显示,随着 NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯
脱毒苗各器官 Ca2+、Mg2+含量下降,Na+/Ca2+、
Na+/Mg2+值极显著升高,随添加 CaCl2浓度的增
加,各器官 Ca2+含量持续升高,Na+/Ca2+值明显下
降,各器官 Mg2+含量在低浓度 CaCl2处理下增加,
高浓度CaCl2处理下反而降低,Na
+/Mg2+值同样如
此。对马铃薯脱毒苗 Na+、Ca2+、Mg2+选择运输性
研究表明,NaCl胁迫下SCa、Na先升高后降低,SMg、Na下
降,说明马铃薯脱毒苗在低盐胁迫下有助于 Ca2+选
择运输,高盐胁迫抑制 Ca2+选择运输,盐胁迫抑制
Mg2+选择运输,而且随着 NaCl胁迫浓度的增加,马
铃薯脱毒苗各器官 Mg2+含量分布情况由叶 >茎 >
根变为茎>叶>根,也说明Mg2+向叶中的选择运输
量减少。添加适量的钙后,马铃薯脱毒苗 SCa、Na、
SMg、Na值升高,说明添加外源钙能够增强马铃薯对
Ca2+、Mg2+的选择性运输,从而抑制 Na+的选择运
输,这证实 CaCl2与 Na
+选择吸收和运输之间有密
切关系,通过维持离子平衡和营养需求减轻盐害是
钙调控马铃薯适应盐胁迫的生理基础之一。
磷是细胞核和细胞质的组成成分,在蛋白质代
谢、糖类代谢以及脂肪代谢中起着非常重要的作用。
大部分情况下,植物组织中的磷含量在盐胁迫下降
低[37-38]。冯固等[39]研究表明,NaCl胁迫下玉米植
株地上部磷含量降低,地下部磷含量升高,本研究也
得出了相似的结果,随着NaCl胁迫浓度的增加马铃
薯脱毒苗茎、叶磷含量下降,根中磷含量增加,植株
平均磷含量下降,各器官 P含量分布情况由叶 >茎
>根变成根>叶>茎。这说明在盐胁迫下马铃薯脱
毒苗中的磷由根部向地上部再分配的作用减弱,可
能与盐胁迫下植株对营养元素运输特性有关[40]。
添加CaCl2后,马铃薯脱毒苗磷含量先降低后升高,
3001
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
说明低浓度CaCl2具有缓解盐胁迫抑制磷素再分配
的作用,而高浓度CaCl2的这种作用减弱,故马铃薯
自身需积累较多的磷供给植株生长。
4 结论
NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗体内Na+和Cl-含量
极显著增加,K+、Ca2+、Mg2+和 P含量减少,植株营
养亏缺,离子代谢紊乱,导致生长受到抑制。在NaCl
0、25、50mmol/L胁迫浓度下添加 CaCl210mmol/L,
以及在 NaCl75mmol/L胁迫下添加 CaCl215
mmol/L能够有效改善马铃薯脱毒苗体内的离子平
衡,促进营养吸收,增强植株向地上部选择运输
K+、Ca2+、Mg2+的能力,调控离子在器官间的区域
化分布,缓解NaCl胁迫对马铃薯的伤害。
参 考 文 献:
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