氯化鈉脅迫對(duì)不同玉米品種苗期生理指標(biāo)的影響

阮英慧++張卓新++王麗瓊++張其芳++羅緒強(qiáng)

摘要：以貴單8號(hào)、筑糯2號(hào)、金玉819這3個(gè)玉米品種為材料，測(cè)定玉米在4個(gè)濃度水平的氯化鈉溶液（0、50、100、150 mmol/L）脅迫下株高、根長(zhǎng)、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、葉綠素含量等生理指標(biāo)，比較不同濃度氯化鈉溶液對(duì)3個(gè)玉米品種形態(tài)生理指標(biāo)影響的差異。結(jié)果表明，NaCl脅迫對(duì)3個(gè)品種玉米的株高、根長(zhǎng)、葉綠素含量均有不同程度的抑制作用，可溶性糖和可溶性蛋白的含量隨著鹽濃度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。金玉819幼苗的株高、根長(zhǎng)下降幅度最大。3個(gè)玉米品種的耐鹽能力順序?yàn)橘F單8號(hào)>筑糯2號(hào)>金玉819。

關(guān)鍵詞：玉米；氯化鈉脅迫；苗期；抗性；可溶性糖；可溶性蛋白；形態(tài)生理指標(biāo)；耐鹽性

中圖分類號(hào)：S513.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）03-0044-02

收稿日期：2015-12-09

基金項(xiàng)目：貴州省優(yōu)秀科技教育人才省長(zhǎng)資金[編號(hào)：黔省專合字（2012）80號(hào)]；貴州省高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程（編號(hào)：黔教高[2012]426號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：阮英慧（1986—），女，碩士，講師，研究方向?yàn)樽魑锬婢成?。E-mail：ruan0451@126.com。

通信作者：羅緒強(qiáng)，博士，教授，研究方向?yàn)榄h(huán)境地球化學(xué)與喀斯特生態(tài)學(xué)。E-mail：xuqiangluo@163.com。

貴州山區(qū)大部分是典型的喀斯特地貌，受大氣環(huán)流及地形影響，氣候不穩(wěn)定，災(zāi)害性天氣種類較多，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害嚴(yán)重。玉米作為糧飼、生物質(zhì)能多用作物，是貴州主要的栽培糧食作物之一[1]。然而，貴州地區(qū)不利的土壤和氣候條件對(duì)玉米的生長(zhǎng)影響很大。玉米對(duì)土壤鹽漬化中度敏感[2]，鹽脅迫影響玉米的正常生長(zhǎng)，導(dǎo)致減產(chǎn)，甚至死亡。因此，玉米耐鹽種質(zhì)的挖掘和利用已成為目前作物遺傳資源與品種改良研究的熱點(diǎn)[3]，建立環(huán)境脅迫耐性鑒定的技術(shù)平臺(tái)以提高玉米抗逆栽培和育種水平，提高玉米產(chǎn)量具有重要的戰(zhàn)略意義。目前，對(duì)貴州地區(qū)玉米抗旱生理生態(tài)的研究較多，而對(duì)耐鹽性的研究則很少。本研究以貴州喀斯特地區(qū)玉米新品種貴單8號(hào)、筑糯2號(hào)、金玉819為試材，探討氯化鈉脅迫對(duì)3個(gè)品種玉米苗期生理指標(biāo)影響，比較3個(gè)玉米品種之間的耐鹽堿差異，為揭示玉米耐鹽堿生理機(jī)制和利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

選用飽滿度一致的金玉819、筑糯2號(hào)、貴單8號(hào)3個(gè)品種玉米種子，于光照培養(yǎng)箱內(nèi)催芽，待種子萌發(fā)后將種子移植到裝有細(xì)沙的塑料缽中（裝沙量為3.5 kg/盆），于溫室中培養(yǎng)，每缽保苗2株。生長(zhǎng)室的晝夜溫度為（25±2）℃/（18±2）℃，每天光照12 h，光照度為2 500～3 500 lx，相對(duì)濕度60%～80%。玉米幼苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)開(kāi)始鹽脅迫處理，分別用含0、50、100、150 mmol/L NaCl2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液澆灌，澆灌量為細(xì)沙持水量的2倍，從而將以前的積余鹽沖洗掉，以保持各個(gè)處理液濃度的恒定，待其長(zhǎng)至5葉1心時(shí)取樣，取樣時(shí)間為16：00—18：00，取下的樣品洗凈后放在冰箱備用，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.2測(cè)定項(xiàng)目及分析方法

株高為苗地上部分最高點(diǎn)到地面垂直距離[4]；可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[5]；可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮-硫酸法[6]；葉綠素含量的測(cè)定采用分光光度法[7]；生物量的測(cè)定采用烘干法。

數(shù)據(jù)分析采用SPSS及Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。根據(jù)各指標(biāo)耐鹽堿系數(shù)判斷品種耐鹽堿性，數(shù)值越大，耐鹽堿能力越強(qiáng)。耐鹽堿系數(shù)=脅迫測(cè)定值/對(duì)照測(cè)定值[8]。

2結(jié)果與分析

2.1NaCl脅迫對(duì)玉米苗期株高的影響

NaCl脅迫對(duì)3個(gè)品種玉米苗期株高的影響有一定的差異（圖1）。隨著NaCl濃度的增加，貴單8號(hào)株高呈先上升后下降的趨勢(shì)，而筑糯2號(hào)和金玉819株高逐漸下降。金玉819株高的變化幅度較為明顯，在NaCl脅迫濃度為 100 mmol/L 時(shí)，株高達(dá)到最小值，較對(duì)照下降了31.17%，與對(duì)照差異顯著（P<0.05），而在NaCl脅迫濃度為150 mmol/L時(shí)株高又有所增加。

2.2NaCl脅迫對(duì)玉米苗期根長(zhǎng)的影響

NaCl溶液處理后3個(gè)品種玉米苗期根長(zhǎng)變化存在一定差異（圖2）。貴單8號(hào)和筑糯2號(hào)玉米幼苗的根長(zhǎng)均隨著NaCl[JP2]溶液濃度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，貴單8號(hào)玉米幼苗的根長(zhǎng)在 100 mmol/L NaCl脅迫下達(dá)到最大值，而筑糯2號(hào)玉米幼苗的根長(zhǎng)在50 mmol/L濃度時(shí)達(dá)到最大值。金玉819玉米幼苗的根長(zhǎng)隨NaCl濃度的升高而降低，NaCl脅迫濃度為150 mmol/L時(shí)，根長(zhǎng)達(dá)到最小值，較對(duì)照下降了25.36%。[JP]

[FK（W10][TPRYH2.tif][FK）]

2.3NaCl脅迫對(duì)玉米苗期可溶性糖含量的影響

由圖3可知，鹽脅迫下貴單8號(hào)、金玉819玉米品種幼苗中的可溶性糖含量隨著鹽濃度的升高而升高，筑糯2號(hào)先升高后降低。3個(gè)鹽脅迫處理下，貴單8號(hào)幼苗可溶性糖含量較對(duì)照上升48.15%、74.07%、80.25%，金玉819分別較對(duì)照上升40.71%、84.34%、93.98%。貴單8號(hào)在NaCl脅迫條件下幼苗可溶性糖的增加幅度小于金玉819。筑糯2號(hào)玉米幼苗在NaCl脅迫濃度為100 mmol/L時(shí)，可溶性糖含量達(dá)到最大值，較對(duì)照上升了64.20%。

2.4NaCl脅迫對(duì)玉米苗期可溶性蛋白含量的影響

由圖4可知，NaCl脅迫下3個(gè)玉米品種幼苗的可溶性蛋白含量均較對(duì)照增加，相互間又存在較大差異。貴單8號(hào)先升高后降低，在100 mmol/L處理下達(dá)最大值；金玉819可溶性蛋白含量則隨鹽濃度升高而升高，150 mmol/L處理下達(dá)最大值；筑糯2號(hào)在50 mmol/L處理下達(dá)最大值，隨后降低。3個(gè)品種玉米幼苗中可溶性蛋白含量上升幅度為金玉819>筑糯2號(hào)>貴單8號(hào)。

2.5NaCl脅迫對(duì)玉米苗期葉綠素含量的影響

由圖5可以看出，NaCl脅迫下3個(gè)品種玉米幼苗葉片葉綠素含量較對(duì)照均有不同程度的下降。貴單8號(hào)下降幅度最大，3個(gè)NaCl濃度處理下葉片葉綠素含量較對(duì)照下降 44.57%、28.68%、48.45%；金玉819較對(duì)照分別下降 39.02%、25.28%、33.13%；筑糯2號(hào)下降較小，分別為 28.99%、7.94%、15.76%。不同濃度鹽處理下，又以 100 mmol/L NaCl脅迫下葉綠素含量最高，均高于其他2個(gè)脅迫濃度。[FL）]

[TPRYH3.tif][FK）]

2.63個(gè)玉米品種的耐鹽堿性評(píng)價(jià)

根據(jù)各指標(biāo)的測(cè)定值，計(jì)算各品種的耐鹽系數(shù)，以此為依據(jù)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行了耐鹽級(jí)別的劃分，結(jié)果見(jiàn)表1。5種指標(biāo)反映了玉米品種的耐鹽能力，3個(gè)玉米品種的耐鹽堿能力順序?yàn)橘F單8號(hào)>筑糯2>號(hào)金玉819。

3結(jié)論與討論

玉米較不耐鹽，受到鹽堿脅迫時(shí)，種子不能正常萌發(fā)而導(dǎo)致苗不齊、不全、不壯，嚴(yán)重影響玉米生產(chǎn)，從而導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)，可見(jiàn)對(duì)苗期玉米品種進(jìn)行耐性鑒定的研究十分重要[9]。高英等研究結(jié)果表明，幼苗株高、根長(zhǎng)在不同濃度NaCl溶液處理下玉米生長(zhǎng)受到抑制，隨著NaCl濃度的升高，生長(zhǎng)抑制更加顯著[10-11]。本試驗(yàn)中，隨著NaCl脅迫濃度的增加，3個(gè)品種玉米苗期的株高、根長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后減小趨勢(shì)，這與前人的研究結(jié)果有差異。輕度的鹽脅迫對(duì)作物地下部分生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，這可能是由于植物啟動(dòng)了抵御環(huán)境脅迫的生理機(jī)制。隨著鹽濃度繼續(xù)升高，植株生長(zhǎng)受到影響，品種間又存在較大差異，NaCl溶液處理下金玉819的株高、根長(zhǎng)顯著低于貴單8號(hào)和筑糯2號(hào)。

鹽脅迫使植物的物質(zhì)代謝發(fā)生改變，一些大分子物質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)）分解成小分子物質(zhì)（糖、氨基酸），這些小分子物質(zhì)使植物細(xì)胞免受傷害或傷害減輕[12]。大多數(shù)作物遭受環(huán)境脅迫時(shí)在體內(nèi)積累可溶性小分子如可溶性蛋白和可溶性糖等，它們對(duì)調(diào)節(jié)滲透勢(shì)具有重要的作用[13]。本試驗(yàn)中3個(gè)品種玉米幼苗中可溶性糖和可溶性蛋白的含量均隨著鹽濃度的升高而增加。

[CM（24]鹽脅迫下玉米生長(zhǎng)發(fā)育受到很大影響，植株體內(nèi)發(fā)生一[CM）]

[FL）]

[KH*4D]

系列復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，用單一指標(biāo)描述和確定玉米的耐鹽性是不準(zhǔn)確的，本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)玉米苗期5項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)3種貴州喀斯特玉米雜交種耐鹽堿性給出比較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，3個(gè)玉米品種的耐鹽堿能力順序?yàn)橘F單8號(hào)>筑糯2號(hào)>金玉819。

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