农业大学学报2011,34(5):403~4O6 Journal of Xinjiang Agricultural University 文章编号:1007—8614(2011)05—0403—04 NaC1胁迫对6个苜蓿品种的部分生理指标的影响 陈爱萍,王玉祥,张博 (农业大学草业与环境科学学院,西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室,草地资源与生态 实验室,乌鲁木齐830052) 摘要: 试验以NaC1为胁迫因子,设置0,51,86和120 mmol/L 4个盐浓度梯度,对6个苜蓿品种进行耐盐试 验,通过测定植株的死亡率、分枝数、叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量等农艺和生理生化指标,对供试苜蓿 进行耐盐性比较研究。试验结果表明,随着盐浓度的增加,苜蓿的死亡率、分枝数和可溶性糖含量随之增加,而丙 二醛含量变化无规律。综合分析表明:新牧2号的耐盐性最强,敖汉苜蓿耐盐性最差。 关键词:苜蓿;耐盐性;叶绿素;丙二醛;可溶性糖 中图分类号:S551.7 文献标识码:A Effect of NaCl Stress on Some Physiological Indexes of 6 Al fal fa Varieties CHEN Ai—ping,WANG Yu—xiang,ZHANG Bo (Xinj iang Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology,Grassland Resources&Ecology for Western Arid Desert Area,Ministry of Education,College of Pratacultural and Environmental Sciences,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China) Abstract:The salt tolerance,which were tested under 0 mmol/L,5 1 mmol/L,86 mmol/L and 120 mmol/I salt of NaC1 concentration by measuring the agronomic traits,physiological and biochemical indexes such as mortality,branch number,chlorophyll content,MDA content and soluble sugar content. The experimental results showed that with the increase in salt—stress。the mortality.branch number and soluble sugar content were increased,but the MDA content had no obvious change.The result indicated that Xinmu No.2 has the strongest salt—tolerant,and Aohan has the weakest. Key words: alfalfa;salt—tolerance;chlorophyll;MDA;soluble sugar 苜蓿系豆科植物中较耐盐的饲料作物,它能在 新品种中苜1号l3]。Al_Khbtib以CuF一101、Local 轻度盐碱地种植,是畜牧业生产中的重要饲草。培 syria为材料,在250 mmol/L浓度NaC1胁迫下,依 育耐盐苜蓿品种,提高其耐盐性,不但能提高盐碱地 据生长两周的幼苗茎长对其进行了耐盐筛选,结果 的利用率,改良盐碱地,而且可以增加优质蛋白质饲 发现高选择系鲜重、干重在不同NaC1浓度下比对 料,为这类地区发展畜牧业奠定物质基础口]。 照高,叶、茎比无显著差异l4]。国内外学者对紫花苜 近年来,国内外对牧草耐盐性的研究取得了不 蓿耐盐鉴定及耐盐潜力的预测作了大量工作,Rum— 少成果。澳大利亚从原始亲本中筛选出66个耐盐 baugh[引、耿华珠 、刘春华 、A1一KhatibE 等认为 基因型,于1994年注册了一个耐盐苜蓿品种,能耐 紫花苜蓿在早期阶段进行耐盐选择似乎最合适。 220 mmol/L NaC1的盐胁迫『2]。中国农科院以保 是全国重要的畜牧业生产基地。但农 定苜蓿、秘鲁苜蓿、南皮苜蓿、RS苜蓿为亲本,育成 牧民种植苜蓿的耕地均存在不同程度的盐渍化,缺 收稿日期:2011一O7一O6 基金项目:国家“863”计划项目(2009AA10Z108);国家科技支撑计划项目(2011BAD17B05) 通讯作者:张博,E—mail:xjauzb@126.corn 404 农业大学学报 2011年 少适宜种植的优质苜蓿品种,使土地的潜力无法充 分发挥。筛选适合地区种植的苜蓿品种成为急 需解决的问题。 但增幅比较平缓。其中,敖汉苜蓿增幅最大。盐浓 度为51 mmol/I 和86 mmol/I 时,大叶和新 牧2号分枝数最多;当NaC1浓度增加至 120 mmol/I 时,三得利和中苜1号分枝数急剧增 加,此时新牧2号和三得利的分枝数最多。 _..卜新牧1号 +新牧2号 +大叶 本试验以新牧1号、新牧2号、大叶、敖汉 苜蓿、三得利和中苜1号6个苜蓿品种为材料,通过 对不同抗性指标与耐盐性分析,旨在对耐盐苜蓿品 种进行筛选,为今后耐盐性评价及耐盐牧草的选育 40 提供参考依据,为筛选出适合地区种植的苜蓿 35 品种奠定基础。 l材料与方法 1.1 材料 试验材料:新牧1号、新牧2号、大叶、敖汉 苜蓿、三得利和中苜1号6个苜蓿品种,材料由 草地资源与生态实验室提供。 1.2 方法 试验设置0(CK),51,86,120 mmol/L共4个 盐梯度(处理),每个处理5个重复。土壤为中性土, 在装盆前进行自然风干,用NaC1调制土壤含盐总 量(质量分数)为0(CK),51,86,120 mmol/I 。挑选 籽粒饱满的苜蓿种子,种植在含有不同盐浓度的花 盆中,花盆底部进行防渗处理。 1.3 测量指标 幼苗死亡率、分枝数以及分枝期的可溶性糖含 量(参照绉琦的蒽酮比色法测定 )、丙二醛含量(参 照张治安的硫代巴比妥酸法测定 )和叶绿素含量 (参照张治安的比色法测定【一 )。 1.4数据处理 使用Excel应用软件制作图表,通过标准统计 分析软件SPSS(Statistical Package for the Social Science)统计处理数据,进行方差分析。 2结果与分析 2.1 盐胁迫对苜蓿死亡率的影响 盐胁迫对苜蓿幼苗死亡率的影响见图1。随着 溶质中盐浓度的增大,苜蓿的死亡率呈现上升趋势, 即苜蓿的死亡率与盐浓度呈正比。盐浓度为 51 mmol/I 和86 mmol/I 时,大叶的死亡率最 高,新牧2号和中苜1号最低;当盐浓度增加到 120 mmol/I 时,敖汉苜蓿死亡率最高,新牧2号和 三得利的死亡率最低。试验表明,盐胁迫对敖汉苜 蓿死亡率影响最大,对新牧2号的影响较小。 2.2 盐胁迫对苜蓿分枝数的影响 不同盐浓度下苜蓿分枝数见图2,随着盐浓度 的逐步增大,6个苜蓿品种分枝数也是逐渐增加的, 30 25 褂2O l5 10 0 0 51 86 l20 NaC1浓度(mmol/L) 图1 盐胁迫下苜蓿的死亡率 Fig.1 Mortality rate of alfaira under NaCI stress ∞ ∞ 加 m 5 0 +新牧1号 +新牧2号 +大叶 一 <_ 一 籁 求 图2 盐胁迫下苜蓿分枝数 Fig.2 Num ̄r of branches of alfalfa under NaCI stress 2.3可溶性糖含量 逆境胁迫下,植物体内的可溶性糖会大量积累, 既作为能量储备,同时又是植物体内主要的渗透调 节物质,用于减少外界对植物造成的伤害[ j。盐胁 迫对苜蓿叶片内可溶性糖积累的影响见图3,随着 盐浓度的增加,苜蓿分枝期叶片中可溶性糖的含量 是增加的。在相同的盐梯度变化范围内,盐胁迫对 三得利和中卣1号可溶性糖含量影响较大,对新牧 2号的影响最小。 盐浓度为51 mmol/I 时,三得利和中苜1号的 差异达到极显著水平(P<O.01),随着盐浓度的增 加,在盐浓度达到86 mmol/L时,其 著性逐渐消 失;盐浓度为86 mmol/L时,敖汉苜蓿和三得利的 差异性表现为显著(P<0.05)。 第5期 陈爱萍,等:NaC1胁迫对6个苜蓿品种的部分生理指标的影响 405 量最高,中苜1号次之;当盐浓度达到86 mmol/L 时,敖汉苜蓿含量最低;盐浓度为120 mmol/L时, 一 g/lUgi一_軎钿9 8 7 6 5 4 3 一 抽 始 建 0 51 86 120 NaCI浓度(mmol/L) 图3苜蓿可溶性糖含量 Fig.3 Soluble sugar content of alfalfa 2.4丙二醛含量(MDA) MDA是植物在逆境胁迫下产生的一种膜脂过 氧化物,其含量的多少可以反映出膜脂过氧化的大 小。盐胁迫对苘蓿MDA的含量变化见图4,在各 个盐处理浓度下,苜蓿分枝期叶片内MDA的含量 变化无一定规律性。但是,在盐浓度为86 mmol/I 时,各品种的丙二醛含量均达到最大值,其中,三得 利的含量最高。试验数据表明,在不同盐浓度下,新 牧1号的丙二醛含量变化幅度很小,含量比较稳定; 而三得利的丙二醛含量变化幅度较大。 随着盐浓度的增加,6个苜蓿品种之间的差异 达到显著或极显著水平。其中,新牧1号和新牧2 号的丙二醛含量在盐浓度为0时,差异达到极显著 水平(P<0.01);当盐浓度达到86 mmol/L时,差 异变得不显著。三得利和中苜1号在盐浓度为51, 86,1 20 mmol/I 时均达到极显著水平(P<0.01)。 皿新牧1号 口新牧2号 大叶 . . 0 51 86 l20 NaCI浓度(mmol/L) 图4苜蓿丙二醛含量 Fig.4 MDA content of alfalfa 2.5叶绿素含量 盐胁迫下,植物细胞色素系统遭到破坏,导致叶 绿素含量降低… 。盐胁迫对苜蓿叶片总叶绿素含 量的影响见图5,在盐浓度增加过程中,叶绿素含量 有升有降。在盐浓度为51 mmol/LHg,新牧1号含 新牧2号叶绿素含量最高,敖汉苜蓿含量最低。在 盐胁迫过程中,大叶的叶绿素含量变化相对比 较平缓,说明大叶对盐胁迫不敏感。 盐浓度为0 mmol/I 时,新牧1号和新牧2号 的叶绿素含量差异性达到极显著水平(P<O.O1), 敖汉苜蓿和大叶的差异性不显著;盐浓度为 51 mmol/I 时,大叶和敖汉苜蓿的差异性逐渐 增大,达到极显著水平(P<0.01);盐浓度为 120 mmol/L时,大叶和敖汉苜蓿的差异性 消失。 -_.卜新牧1号 +新牧2号 +大叶 一 工r ∞ 暑 一 咖{ 抽 _lIIj{; 蝾 古 图5苜蓿叶绿素含量 Fig.5 Chlorophyll content of alfalfa 习 3.1 盐胁迫对苜蓿死亡率和分枝数的影响 随着溶质中盐浓度的增大,苜蓿的死亡率和分 枝数逐渐增加。当盐浓度增加到120 mmol/L时, 新牧新牧2号和三得利的耐盐性最强,敖汉苜蓿耐 盐性最差。 3.2盐胁迫对苜蓿可溶性糖、丙二醛和叶绿素含量 变化的影响 盐渍条件下,植物都要受到渗透胁迫的伤害,而 它们只有通过渗透调节物质减轻或避免伤害。可溶 性糖是很多植物的主要渗透调节剂,也是合成其他 有机溶质的碳架和能量来源,对细胞膜和原生质胶 体起稳定作用 ¨]。研究表明[14-1 63,逆境胁迫下, 植物积累的可溶性糖越多,其抗逆性越强。 丙二醛作为脂质过氧化作用的产物,其含量的 高低是反映膜脂过氧化作用强弱和质膜破坏程度的 重要指标,表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境 条件反应的强弱[1 73。 盐胁迫下,植物细胞色素系统遭到破坏,导致叶 绿素含量降低[拍 叨。由于NaC1能促进叶绿素酶 的活性,使叶绿素分解,从而影响叶绿体的发育和光 406 农业大学学报 2011往 合作用中光能的吸收和转换。叶绿素和植物的光合 作用密切相关,其含量在一定程度上体现了植物光 合能力的大小。 本试验研究中,盐胁迫下,供试材料的死亡率、 [8] 绉琦.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业出版 社,2000. [9]张治安,张美善,蔚荣海.植物生理学实验指导[M].北 京:中国农业科学技术出版社,2004. 分枝数、可溶性糖和叶绿素含量的变化较大,且变化 比较明显,可作为苜蓿耐盐性评价的主要指标。虽 [1O] 王玉祥,王涛,张博.盐胁迫对苜蓿叶绿素、甜菜碱含 量和细胞膜透性的影响[J].草业科学,2009,26(3): 53—56. 然丙二醛含量也受到盐胁迫的影响,但其变化与盐 浓度之间没有明显的变化关系,只能作为一个参考 [11]金兰.盐胁迫对苜蓿叶绿体SOD同工酶的影响[J]. 青海师范大学学报(自然科学版),2002(2):54—56. 指标对苜蓿的耐盐性进行评价。 通过对以上各个指标的综合分析,本研究结果 表明,新牧2号耐盐性最强,敖汉苜蓿耐盐性最差。 参考文献: [1] 杨青川,孙彦,康俊梅.紫花苜蓿耐盐育种及耐盐遗传 基础的研究进展EJ].中国草地,2001,23(1):59—62. E2] Downes R W.New herbage Cultivars Medicago sativa. CV.Alfalfa[J].Tropical Grasslands,1994,28:191— 192. [3] 杨青川,耿华珠,孙彦.耐盐苜蓿新品种中苜一号l-J]. 作物品种资源,1999(2):26. E4] A1一Khatib M,Ncneilly T,Collins J C.The potential of selection and breeding for improved salt tolerance inlu— cerne[J].Ephytica,1993,65:43—51. [5] Rumbaugh M D.Germination inhibition of alfalfa by twe componnent salt mixture[J].Crop Sci.,1993, 33:1046—1050. [6] 杨青JII,苏加楷,耿华珠,等.紫花苜蓿耐盐新品系选择 效果的研究[J].草地学报,1997,5(4):244—250. E7] 刘春华.六十九个苜蓿品种耐盐性及其两个耐盐生理 指标的研究[J].牧草与饲料,1992(4):1-6. E12]徐柱文.NaC1胁迫下五种一年生苜蓿的耐盐性比较 研究[D].兰州:甘肃农业大学,2006. 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