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Effect of salt stress on ion absorption and distribution of two Lycium seedlings

盐胁迫对枸杞属两种植物幼苗离子吸收和分配的影响



全 文 :书盐胁迫对枸杞属两种植物幼苗离子
吸收和分配的影响
王龙强1,2,米永伟1,蔺海明1,2
(1.甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州730070;2.甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃 兰州730070)
摘要:以枸杞属2种植物(黑果枸杞和宁夏枸杞)幼苗为试验材料,采用不同浓度的 NaCl溶液进行胁迫,对其不同
器官中Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Si4+、Cl-6种离子的吸收与分配情况进行研究。结果表明,在盐胁迫下,黑果枸杞和
宁夏枸杞各器官中的Na+和Cl-相对含量均显著高于对照,且随着盐浓度的增加,其含量也逐渐增加,尤以叶片中
积累最多;K+、Ca2+、Mg2+、Si4+在盐处理组各器官中的相对含量比对照降低或无差异。同时,各器官中的 K+/
Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+及Si4+/Na+均随盐浓度增加而呈逐渐下降的趋势。盐处理组中,黑果枸杞各器官中
K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+和Si4+/Na+离子比值均显著高于同浓度胁迫下的宁夏枸杞,且高盐胁迫下黑果
枸杞各离子比值相对于对照下降的幅度远小于宁夏枸杞,说明黑果枸杞比宁夏枸杞有较强的耐盐能力。
关键词:盐胁迫;枸杞属;幼苗;离子平衡
中图分类号:Q945.78;S567.1+9  文献标识码:A  文章编号:10045759(2011)04012908
  土壤盐渍化是世界上最为关注的生态环境问题之一,严重制约着农业生产,据估计,目前约有20%的灌溉土
壤受到盐害的影响[1]。在盐胁迫作用下,植物生长将受到抑制[2,3],光合作用减弱[4],细胞质膜透性遭到破
坏[5,6],代谢失调[7,8]。为了适应盐生环境,不同的植物体选择的避盐或抗盐的方式途径有所不同[9],而依靠在自
身体内积累大量无机盐离子进行渗透调节成为很多植物体选择的一种重要耐盐机制[10,11]。
黑果枸杞(犔狔犮犻狌犿狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿)和宁夏枸杞(犔.犫犪狉犫犪狉狌犿)均为茄科枸杞属灌木,其中,宁夏枸杞人工栽培历
史悠久,其果实枸杞子为名贵中药材,主要分布在宁夏、内蒙古、新疆等地,目前,对宁夏枸杞的研究主要集中在栽
培、加工、药理等方面,盐胁迫下的生理生态机制研究也有一些报道[1214]。作为同属植物的黑果枸杞还未经人工
驯化,为野生种,广泛分布于我国西北荒漠地区[15],经野外考察发现,在很多植物无法生长的高盐渍环境下能正
常生长,有的地方和柽柳(犜犪犿犪狉犻狓)、盐琐琐(犎犪犾狅犮狀犲犿狌犿狊狋狉狅犫犻犾犪犮犲狌犿)、骆驼刺(犃犾犺犪犵犻狊狆犪狉狊犻犳狅犾犻犪)、有叶盐
爪爪(犓犪犾犻犱犻狌犿犳狅犾犻犪狋狌犿)等组成群丛,也有的地段形成单纯群丛,表现出极强的耐盐性,但目前国内外关于黑果
枸杞的研究报道较少,且主要集中在色素提取工艺[16]和药理研究[17,18]等方面,而关于其耐盐生理机制方面的研
究还未见报道。本研究通过盐分梯度胁迫模拟试验,从植物无机渗透调节的角度研究盐胁迫对枸杞属2种植物
黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗各器官离子吸收和分配的影响,旨在阐明两者在盐逆境下离子积累的规律及异同点,并
为黑果枸杞引种驯化、种质资源保护及西北盐渍土生物防治等提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验用黑果枸杞种子采自甘肃省民勤县东坝镇盐碱沙荒地,为多年生野生种,宁夏枸杞种子采自甘肃省永登
县秦王川枸杞种植园,为三年生种。
1.2 试验处理
试验于2010年7月进行,将黑果枸杞和宁夏枸杞种子表面附着的色素杂质洗净后,挑选饱满度较好、大小基
本一致的种子,经70%酒精消毒15min后,播种于装有经高温灭菌土壤的花盆中,置于昼夜温度为25/20℃、光
第20卷 第4期
Vol.20,No.4
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
129-136
2011年8月
 收稿日期:20101231;改回日期:20110324
基金项目:甘肃省自然科学基金项目(1010RJZA203)和中国科协科技导报社博士生创新研究计划项目(kjdb200901026)资助。
作者简介:王龙强(1980),男,甘肃永昌人,讲师,在读博士。Email:wanglq@gsau.edu.cn
通讯作者。Email:linhm@gsau.edu.cn
照变幅为12/12h、相对湿度为75%的人工气候箱内培养,用Hogland营养液进行浇灌。待出苗后长至4~5cm
时间苗,每盆留苗10株,到幼苗高度8~9cm时进行处理。NaCl胁迫设50,150,300和450mmol/L4个处理梯
度,配置母液均为Hogland营养液,并以不加盐的Hogland营养液为对照。第1次浇灌后,以后每隔2d用相应
浓度的Hogland营养液等量灌溉以补充盐分,采用根灌方式处理。在处理后的第10天进行取样测定。每个处
理3次重复。
1.3 离子含量测定
取出每盆中的所有植株,用去离子水洗净,并用吸水纸吸取附着的水分,按中部叶片、茎及根部分开,置于烘
箱中105℃杀青15min后,于80℃下烘干至恒重,然后置于马弗炉550℃充分灰化。将灰化的样品贴于导电胶带
上,在JSM5600LV低真空扫描电子显微镜(日本电子光学公司)下,连接X射线能量色散谱仪(美国 Kever公
司)进行样品扫描,加速电压10kV,样品倾角0°,选定分析Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Si4+、Cl-6种离子,进行谱线
和能量谱的收集。计算机在自动扣除各元素的背景值后根据点分析图谱中各元素峰谱,通过面积积分法计算相
对含量百分数(样品中每一种离子含量占6种离子总含量的相对百分数,其总和为100%)。
1.4 统计分析
数据利用SPSS软件统计,采用LSD法进行分析。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对枸杞幼苗不同器官中离子相对含量的影响
2.1.1 Na+ Na+相对含量在黑果枸杞及宁夏枸杞各器官中的分布一致,呈叶>茎>根的规律(图1)。随着盐
浓度的增加,2种植物各器官中的Na+相对含量也逐渐升高,经方差分析,叶中的Na+相对含量在各处理间均达
到显著差异(犘<0.05),其中,在450mmol/LNaCl处理下,黑果枸杞和宁夏枸杞叶片中Na+相对含量分别是对
照的1.74和2.29倍,而且,无论是对照还是盐处理,黑果枸杞叶片中的Na+相对含量均显著低于宁夏枸杞;茎中
Na+相对含量在黑果枸杞各处理间差异显著,在宁夏枸杞中除对照与50mmol/LNaCl处理以及150和300
mmol/LNaCl处理差异不显著外,其余均达到显著差异,另外,与对照相比,在 NaCl浓度为300mmol/L以下
时,2种植物Na+积累幅度差异较小,而当盐浓度继续增加时,宁夏枸杞茎中的Na+增幅显著大于黑果枸杞;根中
Na+相对含量随盐浓度增加其积累幅度的变化与在茎中的变化规律一致,但Na+在对照与50mmol/LNaCl处
理之间差异不显著,另外,当盐浓度大于50mmol/L时,黑果枸杞根中的Na+相对含量显著低于同浓度下的宁夏
枸杞。这表明,在高盐胁迫下,黑果枸杞比宁夏枸杞更能通过自身机制在体内减少对有害离子Na+的吸收和积累。
图1 盐胁迫对黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗不同器官犖犪+含量的影响
犉犻犵.1 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀犖犪+犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿犪狀犱犔.犫犪狉犫犪狉狌犿狊犲犲犱犾犻狀犵狊
不同处理间小写字母表示差异显著(犘<0.05)。下同 Differentsmallettersamongtreatmentsindicated
significantdifferenceat0.05level.Thesamebelow
2.1.2 K+ 在对照中,2种植物叶中的K+相对含量显著高于茎和根,但当盐浓度逐渐增加时,黑果枸杞叶中的
K+相对含量与茎及根中的含量差异不再显著,宁夏枸杞除50mmol/LNaCl处理下各器官之间无显著差异外,
031 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.4
其他处理中叶的K+相对含量显著低于茎和根(图2)。无论是对照还是各盐处理,黑果枸杞各器官中的K+相对
含量均显著高于宁夏枸杞,而且,相对于对照,盐处理组中2种植物各器官中的K+相对含量均显著下降,但叶片
的下降幅度大于茎和根,其中在450mmol/LNaCl处理下黑果枸杞和宁夏枸杞叶片中K+相对含量比对照分别
降低了27.39%和58.86%,差异达到显著水平,说明黑果枸杞在高盐胁迫下更易在叶片组织内维持相对较高的
K+含量以维持离子平衡;黑果枸杞茎中的K+相对含量在各盐处理之间差异不显著,而宁夏枸杞在450mmol/L
NaCl处理时与其他盐处理间达到显著差异;根中的K+相对含量在黑果枸杞50,150及300mmol/LNaCl3个处
理下不显著,但与450mmol/LNaCl处理之间差异显著,而宁夏枸杞则在各盐浓度处理间均无显著差异。
图2 盐胁迫对黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗不同器官犓+含量的影响
犉犻犵.2 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀犓+犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿犪狀犱犔.犫犪狉犫犪狉狌犿狊犲犲犱犾犻狀犵狊
2.1.3 Ca2+ 黑果枸杞Ca2+相对含量在各器官中的分布为根>茎>叶,而宁夏枸杞却为茎>根>叶,表现出同
属植物在Ca2+分布规律上的差异(图3)。随着NaCl浓度的增加,2种植物各器官中Ca2+相对含量均呈逐渐下
降的趋势,其中,黑果枸杞与宁夏枸杞在450mmol/LNaCl处理时叶中的Ca2+ 相对含量比对照分别降低了
24.42%和44.60%,另外,黑果枸杞叶中的Ca2+相对含量在对照中显著低于宁夏枸杞,在50,150及300mmol/L
NaCl处理下与宁夏枸杞差异不显著,但当NaCl浓度为450mmol/L时,其叶中的Ca2+相对含量反而显著高于
宁夏枸杞;黑果枸杞茎中的Ca2+相对含量在各处理间达到显著差异,且其含量显著低于同浓度处理下的宁夏枸
杞;随盐浓度的增加,根中Ca2+相对含量也逐渐减少,但当浓度大于300mmol/L时,Ca2+相对含量不再变化,与
对照相比,450mmol/LNaCl处理下黑果枸杞和宁夏枸杞根中Ca2+相对含量分别下降了19.79%和26.85%,另
外,无论是对照还是各处理,黑果枸杞根中的Ca2+相对含量均显著低于宁夏枸杞。
图3 盐胁迫对黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗不同器官犆犪2+含量的影响
犉犻犵.3 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀犆犪2+犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿犪狀犱犔.犫犪狉犫犪狉狌犿狊犲犲犱犾犻狀犵狊
131第20卷第4期 草业学报2011年
2.1.4 Mg2+ 对照中,Mg2+相对含量在2种植物各器官中的分布规律为叶>根>茎,当盐浓度增加时,根与茎
之间无显著差异,而当浓度达到450mmol/L时,则表现为叶>茎>根的规律,且叶中的积累尤为明显(图4)。黑
果枸杞和宁夏枸杞叶片中的 Mg2+相对含量在各盐处理间变化不大,但与对照之间差异达到显著水平,且在各盐
处理下,黑果枸杞叶片中的 Mg2+相对含量显著低于同浓度处理下的宁夏枸杞;茎中 Mg2+相对含量在对照及各
处理间无显著差异;根中Mg2+相对含量在黑果枸杞上变化不大,而宁夏枸杞中的Mg2+相对含量在盐浓度为50,
150和300mmol/LNaCl处理间差异不显著,但与对照及450mmol/L处理差异显著,与对照相比,450mmol/L
处理下的 Mg2+相对含量下降了45.32%。
图4 盐胁迫对黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗不同器官 犕犵2+含量的影响
犉犻犵.4 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀犕犵2+犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿犪狀犱犔.犫犪狉犫犪狉狌犿狊犲犲犱犾犻狀犵狊
2.1.5 Si4+ 无论是对照还是各盐处理,2种植物根中的Si4+相对含量显著大于地上部分的含量(图5)。随着
盐浓度的增加,黑果枸杞与宁夏枸杞各器官中的Si4+相对含量均有不同程度的降低,其中,相对于对照,450
mmol/LNaCl处理的叶片中的Si4+相对含量分别下降了44.27%和48.46%,且差异达到显著水平;茎中Si4+相
对含量的变化较叶片相对缓慢,450mmol/LNaCl处理下茎中的Si4+相对含量较对照分别下降了26.56%和
30.51%;黑果枸杞根中的Si4+相对含量在各盐浓度处理间差异不显著,但与对照相比差异显著,而宁夏枸杞则随
盐浓度增加根中Si4+相对含量显著下降,且在各处理间均达到显著差异,与对照相比,黑果枸杞和宁夏枸杞在
450mmol/LNaCl处理时其根中Si4+相对含量分别下降了31.74%和58.36%,且该处理下黑果枸杞茎中的Si4+
相对含量显著低于宁夏枸杞。
图5 盐胁迫对黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗不同器官犛犻4+含量的影响
犉犻犵.5 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀犛犻4+犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿犪狀犱犔.犫犪狉犫犪狉狌犿狊犲犲犱犾犻狀犵狊
231 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.4
2.1.6 Cl- 在对照中,黑果枸杞叶和茎中的Cl-相对含量无差异,但比根中的含量高,而在盐胁迫下,Cl-相对
含量在各器官中的分布规律则为叶>茎>根;宁夏枸杞无论在对照及盐处理中,茎及根中的Cl-相对含量无显著
差异,但却极显著低于叶片中的含量(图6)。随着盐浓度的增加,2种植物各器官中的Cl-相对含量均有所增加,
其中,相对于对照,黑果枸杞和宁夏枸杞在50,150,300和450mmol/L时叶片中的Cl-相对含量分别增加了
67.74%,88.86%,88.52%,121.01%和57.81%,84.24%,99.11%,160.40%,经方差分析,除150和300
mmol/L两个处理间无显著差异外,其余各处理间均达到显著差异,且黑果枸杞叶中的Cl-相对含量在对照及各
盐处理下显著低于同浓度处理下的宁夏枸杞;黑果枸杞茎中Cl-相对含量在450和300mmol/L之间无显著差
异,但比对照分别增加了82.73%和76.27%,而在宁夏枸杞各处理间均达到显著差异,其中450mmol/LNaCl
处理的比对照高出126.43%,另外,黑果枸杞茎中的Cl-相对含量在对照及50mmol/LNaCl处理时显著大于宁
夏枸杞,但当浓度增加到450mmol/L时,其含量却反而低于宁夏枸杞;黑果枸杞根中Cl-相对含量在各处理间
差异显著,与对照相比,450mmol/LNaCl处理中的Cl-相对含量要高出115.79%,比同浓度下宁夏枸杞的增加
幅度(79.25%)大。
图6 盐胁迫对黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗不同器官犆犾-含量的影响
犉犻犵.6 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀犆犾-犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿犪狀犱犔.犫犪狉犫犪狉狌犿狊犲犲犱犾犻狀犵狊
2.2 盐胁迫对枸杞幼苗各器官中K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+和Si4+/Na+的影响
无论是对照还是各盐处理,黑果枸杞叶片中的K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+和Si4+/Na+均显著高于宁
夏枸杞叶片中的比值(表1);茎中K+/Na+比宁夏枸杞的高,Ca2+/Na+和 Mg2+/Na+除在450mmol/LNaCl处
理下无显著差异外,在对照及其他处理中均显著低于宁夏枸杞中的比值,而Si4+/Na+仅在300和450mmol/L
两个处理下显著高于宁夏枸杞;除对照外,黑果枸杞根中的 K+/Na+显著高于宁夏枸杞,而Ca2+/Na+、Mg2+/
Na+和Si4+/Na+ 在对照及50mmol/LNaCl处理中显著低于宁夏枸杞,但随盐浓度的增加,在300和450
mmol/L两个处理下却反而高于宁夏枸杞。
除黑果枸杞 Mg2+/Na+外,其余离子比在2种植物各器官中的大小顺序总体呈地下部分大于地上部分的规
律。另外,无论是黑果枸杞还是宁夏枸杞,各器官中的K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+和Si4+/Na+均随盐浓度
的增加呈逐渐下降的趋势,经方差分析,各处理组中的离子比均与对照呈显著差异,与对照相比,450mmol/L
NaCl处理的黑果枸杞叶、茎和根中的 K+/Na+ 分别下降了58.15%,43.68%和56.05%,Ca2+/Na+ 下降了
56.45%,51.63%和58.06%,Mg2+/Na+ 下降了56.85%,45.83%和57.84%,Si4+/Na+ 下降了67.97%,
52.34%和66.55%;而同浓度处理下宁夏枸杞叶、茎和根中的 K+/Na+比对照分别下降了82.05%,69.42%和
77.86%,Ca2+/Na+下降了76.01%,71.90%和82.49%,Mg2+/Na+下降了61.61%,59.35%和86.36%,Si4+/
Na+下降了77.78%,72.73%和88.83%。结果显示,在高盐胁迫下,宁夏枸杞各器官中 K+/Na+、Ca2+/Na+、
Mg2+/Na+和Si4+/Na+下降的幅度大于黑果枸杞,说明黑果枸杞相对于宁夏枸杞具有较强的耐盐能力。
331第20卷第4期 草业学报2011年
表1 盐胁迫对黑果枸杞和宁夏枸杞幼苗犓+/犖犪+、犆犪2+/犖犪+、犕犵2+/犖犪+和犛犻4+/犖犪+的影响
犜犪犫犾犲1 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀狉犪狋犻狅狊狅犳犓+/犖犪+,犆犪2+/犖犪+,犕犵2+/犖犪+犪狀犱犛犻4+/犖犪+
犻狀狊犲犲犱犾犻狀犵狊狅犳犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿犪狀犱犔.犫犪狉犫犪狉狌犿
项目
Item
NaCl浓度
NaClconcentration(mmol/L)
黑果枸杞犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿
叶Leaf 茎Stem 根Root
宁夏枸杞犔.犫犪狉犫犪狉狌犿
叶Leaf 茎Stem 根Root
K+/Na+ 0 53.31±6.47a 50.28±3.29a 93.49±3.07a 18.16±0.80a 46.67±3.19a 87.85±7.45a
50 36.26±2.18b 39.32±0.83b 75.50±5.44b 11.76±0.41b 35.26±1.91b 57.11±0.42b
150 29.36±0.80c 34.85±1.01c 61.85±3.66c 8.15±0.23c 31.42±1.49c 41.72±0.48c
300 26.55±0.86cd 30.71±0.76d 51.33±3.11d 7.40±0.41c 27.29±0.40d 35.15±4.30c
450 22.31±0.78d 28.32±1.07d 41.09±2.32e 3.26±0.35d 14.27±0.93e 19.45±2.79d
Ca2+/Na+ 0 22.11±2.76a 28.49±1.23a 59.03±5.51a 11.38±0.32a 45.09±3.08a 78.81±6.14a
50 15.22±0.79b 24.00±0.47b 46.66±2.90b 6.39±0.23b 34.26±1.40b 52.45±3.29b
150 13.11±0.79bc19.37±0.26c 36.53±3.11c 4.85±0.53c 27.68±0.87c 34.49±1.74c
300 11.30±0.22cd 16.27±0.12d 28.90±0.95d 4.33±0.11c 24.79±1.79c 25.77±1.75d
450 9.63±0.05d 13.78±0.23e 24.76±0.45d 2.73±0.10d 12.67±1.07d 13.80±2.09e
Mg2+/Na+ 0 2.48±0.22a 0.96±0.06a 2.04±0.17a 1.12±0.04a 1.23±0.14a 2.64±0.40a
50 1.62±0.08b 0.77±0.08b 1.46±0.10b 0.74±0.03b 0.98±0.08bc 1.69±0.12b
150 1.28±0.12c 0.77±0.06b 1.37±0.17b 0.62±0.02c 0.99±0.09b 1.19±0.06c
300 1.11±0.07cd 0.69±0.08b 1.11±0.07c 0.58±0.04c 0.82±0.05c 0.99±0.12c
450 1.07±0.05d 0.52±0.04c 0.86±0.07d 0.43±0.02d 0.50±0.02d 0.36±0.05d
Si4+/Na+ 0 1.28±0.12a 1.28±0.06a 5.53±0.53a 0.54±0.03a 1.32±0.06a 7.25±1.04a
50 0.91±0.09b 1.06±0.04b 3.37±0.17b 0.35±0.03b 0.89±0.15b 4.98±0.33b
150 0.59±0.02c 0.91±0.07c 2.75±0.27c 0.25±0.04c 0.91±0.06b 3.01±0.04c
300 0.42±0.04d 0.73±0.03d 2.26±0.11cd 0.25±0.04c 0.61±0.02c 2.11±0.22c
450 0.41±0.03d 0.61±0.07e 1.85±0.09d 0.12±0.01d 0.36±0.01d 0.81±0.07d
 注:同列中不同小写字母表示差异显著(犘<0.05)。
 Note:Meansinthesamecolumnwithdifferentsmallettersindicatedsignificantdifferenceat0.05level.
3 讨论
渗透调节是植物适应盐逆境的一种生理机制[9]。已有大量研究证明,在盐胁迫下,许多植物如碱蓬(犛狌犪犲犱犪
狊犪犾狊犪)[19]、罗布麻(犃狆狅犮狔狀狌犿狏犲狀犲狋狌犿)[20]、高羊茅(犉犲狊狋狌犮犪犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪)[21]、构树(犅狉狅狌狊狊狅狀犲狋犻犪狆犪狆狔狉犻犳
犲狉犪)[22]、籽粒苋(犃犿犪狉犪狀狋犺狌狊犺狔狆狅犮犺狅狀犱狉犻犪犮狌狊)[11]等能够在体内积累大量的无机盐离子,以降低细胞渗透势,减
轻土壤盐害。在无机离子中,研究最多的是 Na+、K+、Cl- 3种离子[10,23],也有对Ca2+、Mg2+、NO3-、SO42-、
H2PO4-等离子进行研究的报道[24,25]。本试验结果表明,在盐胁迫下,枸杞属2种植物黑果枸杞和宁夏枸杞各器
官中的Na+和Cl-相对含量均显著高于对照,且随着盐浓度的增加,其含量也逐渐增加,尤以叶片中积累最多;
K+、Ca2+、Mg2+、Si4+在盐处理组各器官中的相对含量比对照降低或无差异,其中,K+和Ca2+含量显著降低,
Mg2+在叶片中的相对含量也显著降低,但在茎中变化不大,Si4+相对含量在高盐胁迫下比对照显著降低。说明
在盐胁迫下,作为典型稀盐盐生植物的黑果枸杞和宁夏枸杞主要通过离子区域化作用吸收大量的Na+和Cl-并
将其运输贮存在叶片液泡组织中,以提高细胞渗透压、降低细胞内水势、维持细胞膨压,变害为利,这与蔺海明
等[26]的研究结果一致。也有研究发现,桑树(犕狅狉狌狊犪犾犫犪)[27]、小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)[28]等植物却将Na+截留
在根部或根茎结合部,避免了其向叶片的运输,这也同样是此类植物适应盐胁迫的一种机理。除 Mg2+因作为叶
绿素形成的重要物质而在叶片积累较多外,其他3种矿质离子(K+、Ca2+、Si4+)则在枸杞属2种植物根部大量积
累,与Na+和Cl-在叶片大量积累情况相反,另一方面,随着外界盐浓度的增加,植物各器官中的Na+、Cl-明显
增加,而K+、Ca2+、Mg2+、Si4+离子却相应减少,2类离子之间表现出明显的拮抗作用,从而破坏了植物自身原有
的离子平衡,使植物幼苗营养亏缺、生长不良[29,30]。
431 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.4
K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+可作为许多植物较为可靠的耐盐指标[22,31]。本研究加入Si4+/Na+指标对
枸杞属2种植物黑果枸杞和宁夏枸杞耐盐能力进行综合判断。结果表明,2种植物各器官中的K+/Na+、Ca2+/
Na+、Mg2+/Na+及Si4+/Na+均随盐浓度增加而呈逐渐下降的趋势,主要原因在于组织中Na+含量的增加与矿
质离子的下降。K+/Na+是最常用的耐盐指标,根中比值比地上部分的高,这与一些报道不一致[11,21],可能是因
为在盐胁迫下,枸杞属植物幼苗根系从介质中吸收的Na+相对较少,但通过茎向叶运输的较多,从而维持了叶片
较低的K+/Na+和根部较高的K+/Na+。Ca2+作为植物信号传导中的第二信使[32],在植物细胞对低温、干旱及
盐胁迫的反应中起着关键性调节作用[33]。随着盐浓度增加,枸杞属2种植物器官中Na+含量增加,Ca2+含量下
降,导致Ca2+/Na+随盐胁迫程度加强而逐渐下降,这与质膜上的束缚Ca2+可能被Na+取代有关,而外界溶液中
适当的Ca2+存在可能会减轻和消除Na+对膜束缚Ca2+的取代[34]。虽然茎中Mg2+含量变化不大,叶中含量在各
处理间差异不明显,但由于Na+含量的增加而使 Mg2+/Na+随盐浓度增加而逐渐降低,这有可能会影响植物的
光合作用[21]。由于Si4+在根中含量比地上部分的高,所以根中的Si4+/Na+也远远大于地上部分。由于植物体
内的Si4+能降低Na+的活性[35],增加植物抗盐性,故枸杞属植物根中的受害程度低于地上部分。
试验结果表明,作为同属植物的黑果枸杞和宁夏枸杞在盐胁迫下离子积累的程度存在差异,表现为盐处理中
黑果枸杞积累的有害离子(Na+、Cl-)相对较少,而有益离子(K+、Ca2+、Mg2+、Si4+)下降的也少,尤其在叶片组
织中,黑果枸杞K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+和Si4+/Na+4种离子比值均显著高于同浓度胁迫下的宁夏枸
杞,且高盐胁迫下,黑果枸杞各器官中K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+和Si4+/Na+下降的幅度远小于宁夏枸
杞。综合分析,黑果枸杞相对于宁夏枸杞有较强的耐盐能力,这也与野外实地考察的结果一致。
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犈犳犳犲犮狋狅犳狊犪犾狋狊狋狉犲狊狊狅狀犻狅狀犪犫狊狅狉狆狋犻狅狀犪狀犱犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狋狑狅犔狔犮犻狌犿狊犲犲犱犾犻狀犵狊
WANGLongqiang1,2,MIYongwei1,LINHaiming1,2
(1.ColegeofAgronomy,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China;
2.GansuProvincialKeyLabofAridlandCropScience,Lanzhou730070,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Si4+andCl-absorptionanddistributionindifferentorgansoftwo犔狔犮犻狌犿
seedlings(犔狔犮犻狌犿狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿and犔.犫犪狉犫犪狉狌犿)werestudiedunderNaClstress.TherewerehigherNa+and
Cl-relativecontentsoftwoseedlingsthanthoseofcontrast,anditscontentbecamegradualyhigherwithsalt
concentrationincreasing.Amongdifferentorgans,accumulationofNa+andCl- werethemosthighestinleav
estissue.Onthecontrary,K+,Ca2+,Mg2+ andSi4+ contentsofseedlingsunderdifferentsalttolerancere
ducedordidnotvarycomparedwithcontrast.Atthesametime,theK+/Na+,Ca2+/Na+,Mg2+/Na+ and
Si4+/Na+ratiosinleaves,stemsandrootsdecreasedgradualywithsaltconcentrationincreasingunderNaCl
stress.TheK+/Na+,Ca2+/Na+,Mg2+/Na+ andSi4+/Na+ ratiosin犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿undersaltstresswere
markedlyhigherthanthosein犔.犫犪狉犫犪狉狌犿,andthedescendantdegreeoftheseratiosof犔.狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿weree
normouslylowerthanthoseof犔.犫犪狉犫犪狉狌犿especialyinhighersaltconcentration,whichshowedthat犔.狉狌
狋犺犲狀犻犮狌犿hadstrongerabilitythan犔.犫犪狉犫犪狉狌犿insalttolerance.
犓犲狔狑狅狉犱狊:saltstress;犔狔犮犻狌犿;seedlings;ionhomeostasis
631 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.4