NaCl對PEG誘導(dǎo)的干旱脅迫下棉花幼苗生長及光合作用的影響

柏新盛

摘要? ? 本試驗(yàn)以棉花幼苗為材料，設(shè)置PEG、PEG+NaCl以及空白對照3個(gè)處理，測定了不同處理下棉花幼苗的生長狀況、葉片光合作用等生理指標(biāo)的變化，探究干旱條件下NaCl對棉花幼苗生長和光合作用的影響。結(jié)果表明，PEG誘導(dǎo)的干旱脅迫可以明顯抑制棉花幼苗的生長，降低葉片的凈光合速率;然而，與PEG脅迫相比，PEG+NaCl脅迫下棉花幼苗的光合作用有一定改善、生物量積累也明顯增加?？梢?，在干旱脅迫下，適量的NaCl可以在一定程度上緩解干旱對棉花幼苗生長和光合作用的不利影響。

關(guān)鍵詞? ? 棉花;NaCl;PEG;幼苗生長;光合作用

中圖分類號? ? S562? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）11-0020-02

干旱導(dǎo)致的作物減產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他非生物因素。在面臨干旱逆境時(shí)，大多數(shù)植物的光合作用等生理過程會受到不同程度的影響[1]。在植物生長發(fā)育過程中，鹽分同樣是一個(gè)重要的影響因素。由于受人口增長、工業(yè)化、氣候變化等因素影響，干旱和土壤次生鹽漬化日益嚴(yán)重，植物常常受到干旱和土壤鹽漬化的雙重影響[2]。因此，研究植物適應(yīng)干旱和鹽漬雙重脅迫的機(jī)制顯得尤為重要。

棉花是重要的經(jīng)濟(jì)作物，具有一定的耐鹽、耐旱能力，但是在苗期抗逆性較差，干旱、鹽漬對其產(chǎn)量均有較大影響[3]。本試驗(yàn)以PEG6000模擬干旱脅迫，探索適量濃度的NaCl對干旱脅迫下棉花幼苗生長和光合作用的影響，以期為植物適應(yīng)干旱和鹽漬雙重脅迫的研究提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 供試材料

將棉花種子播種于裝有蛭石的育苗盤中育苗，在2片葉子展開時(shí)轉(zhuǎn)移至Hoagland營養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。每個(gè)培養(yǎng)盒中裝營養(yǎng)液12 L、移栽棉花幼苗5株，在室內(nèi)使用節(jié)能燈進(jìn)行恒定光照，光照周期設(shè)定為16 h光照、8 h黑暗。營養(yǎng)液中用充氣泵通氣，以保證根部供氧。培育約20 d后進(jìn)行脅迫處理。

1.2? ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別為PEG脅迫處理（在培養(yǎng)液中加入PEG6000，使其濃度達(dá)到10%）、PEG+NaCl處理（10%PEG+50 mmol/L NaCl）、CK（不加PEG和NaCl）。5次重復(fù)。

1.3? ? 測定內(nèi)容與方法

處理后0、5、10、20、30 d測定光合指標(biāo)，最后測定株高和生物量。使用TPS-2型便攜式光合作用測定系統(tǒng)測定不同處理棉花葉片的光合速率，用Handy PEA植物效率儀測定葉綠素?zé)晒鈪?shù)。測定時(shí)選取相同葉位的成熟葉片為測定對象，每個(gè)處理光合速率重復(fù)測定5個(gè)葉片、葉綠素?zé)晒鈪?shù)重復(fù)測定15個(gè)葉片。株高和生物量的增加值分別以試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的株高和生物量與開始時(shí)的株高和生物量的差值計(jì)算，重復(fù)測定5株。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 不同處理對棉花株高和生物量的影響

株高和生物量可以用來衡量植物的生長狀況。由圖1可以看出，CK株高增長量顯著高于脅迫處理組（P<0.05）;PEG+NaCl處理棉花幼苗株高高于PEG處理，但兩者之間差異不顯著（P>0.05）。生物量的變化趨勢與株高基本一致，但PEG+NaCl處理棉花幼苗生物量增加值顯著高于PEG處理（P<0.05）。由此可以看出，干旱會明顯抑制植株的生長，但干旱脅迫下適量鹽分的存在可以減輕棉花幼苗生長被抑制的程度。

2.2? ? 不同處理對棉花葉片光合性能的影響

Fv /Fm是PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量，反映PSⅡ反應(yīng)中心內(nèi)光能轉(zhuǎn)換效率，是表明光化學(xué)反應(yīng)狀況的一個(gè)重要參數(shù)[4]，是反映光合機(jī)構(gòu)生理狀態(tài)和光合作用受影響程度的一個(gè)重要指標(biāo)。逆境條件下，該數(shù)值會明顯減小，表明逆境會使光合潛力因葉片的PSⅡ反應(yīng)中心遭破壞而下降。由圖2（a）可以看出，各脅迫處理組Fv /Fm較對照組均有不同程度的下降，說明干旱處理導(dǎo)致棉花葉片光合系統(tǒng)受損傷;而PEG處理下降程度明顯大于PEG+NaCl處理，表明干旱脅迫下，適量NaCl的存在可以緩解干旱對棉花葉片光合系統(tǒng)的損傷;這一點(diǎn)從光合速率的變化上也可證明。由圖2（b）可以看出，雖然脅迫處理組的光合速率明顯低于對照，但PEG+NaCl處理的凈光合速率明顯高于PEG處理。

3? ? 結(jié)論與討論

凈光合速率是表征植物光合能力的一個(gè)重要生理指標(biāo)，各種脅迫因子均會導(dǎo)致其下降。由本試驗(yàn)結(jié)果可知，PEG模擬干旱會顯著影響棉花葉片的光合作用。干旱脅迫影響光合作用的主要原因是葉綠素的破壞、氣孔導(dǎo)度下降和PSⅡ的損傷[5]。Fv /Fm代表PSⅡ的光能轉(zhuǎn)化效率[6]，本試驗(yàn)結(jié)果顯示，棉花葉片的Fv /Fm在干旱脅迫下顯著降低至0.73以下，說明其PSⅡ已受到嚴(yán)重?fù)p傷;而在PEG誘導(dǎo)的干旱脅迫下加入適量的NaCl，即PEG+NaCl處理則可顯著減緩Fv /Fm的下降，這說明在干旱條件下一定量的NaCl存在可以緩解干旱脅迫對棉花葉片光合系統(tǒng)的損傷，從而使其能夠維持相對較高的凈光合速率，最終表現(xiàn)為生長狀況明顯改善。也就是說，PEG模擬干旱脅迫下，適量NaCl的存在可在一定程度上提高棉花幼苗的耐旱能力。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 湯章城.植物對水分脅迫的反應(yīng)和適應(yīng)性：Ⅱ植物對干旱的反應(yīng)和適應(yīng)性[J].植物生理學(xué)通訊，1983（4）：1-7.

[2] DUGASA M T，CAO F B，IBRAHIM W，et al.Differences in physiological and biochemical characteristics in response to single and combined drought and salinity stresses between wheat genotypes differing in salt tolerance[J].Physiologia Plantarum，2018，10：12743.

[3] 李維江，董合忠，郭慶正，等.陸地棉優(yōu)勢雜種及其親本對PEG和NaCl脅迫的生理反應(yīng)[J].中國棉花，1998（6）：7-8.

[4] 李鵬民，高輝遠(yuǎn)，RETO J S.快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)分析在光合作用研究中的應(yīng)用[J].植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào)，2005，31（6）：559-566.

[5] 唐薇，羅振，溫四民，等.干旱和鹽脅迫對棉苗光合抑制效應(yīng)的比較[J].棉花學(xué)報(bào)，2007，19（1）：28-32.

[6] 張守仁.葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)參數(shù)的意義及討論[J].植物學(xué)通報(bào)，1999， 16（4）：444-448.