手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

NaCl和Na_2CO_3对盐地碱蓬和玉米胁迫效应的比较研究

曲元刚

  分别用不同浓度的NaCl和Na_2CO_3溶液处理盐地碱蓬和玉米幼苗,然后测定干重、根系活力、渗透调节能力的变化,离子、丙二醛(MDA)、氨基酸(AA)、有机酸(OA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)等的含量变化,液泡膜H~+-ATPase(V-H~+-ATPase),液泡膜H~+-PPase(V-H~+-PPase)、超氧化物岐化酶(SOD)的活性变化。主要目的是了解在NaCl和Na_2CO_3胁迫下,两种植物幼苗的生长和生理指标的变化,并探讨NaCl和Na_2CO_3对植物的胁迫效应的机理。1 NaCl和Na_2CO_3对盐地碱蓬胁迫效应的比较300mmol/L以下的NaCl能促进碱蓬的生长,而Na_2CO_3在浓度不很大时就能显著抑制碱蓬的生长。碱蓬在NaCl胁迫下根系活力变化不显著,但在Na_2CO_3胁迫下,碱蓬根系活力则显著下降。这些都表明,碱蓬的耐盐性较强而耐碱性较差,即碱害大于盐害。NaCl、Na_2CO_3所共有的胁迫因素之一是Na~+毒害。在NaCl胁迫下,碱蓬的V-H~+-ATPase和V-H~+-PPase的水解活性都显著增强,从而提高了Na~+区域化的能力,这与碱蓬的高抗盐性是一致的。碱蓬在Na_2CO_3胁迫下,虽然V-H~+-ATPase的水解活性增强,但增加幅度小于NaCl处理,而且V-H~+-PPase的水解活性无显著变化,这必然限制碱蓬的N~+区域化能力的提高,从而使细胞质内的N~+含量远大于NaCl处理。在Na_2CO_3胁迫下,Na~+毒害大于NaCl处理是碱蓬不耐碱的原因之一。碱蓬在Na_2CO_3胁迫下其叶中Na~+含量上升和K~+含量下降的程度均大于NaCl胁迫,使K~+、Na~+含量严重失衡,这是碱蓬不耐碱的另一个原因。另外,Ca、Fe是植物生长的必需元素。在Na_2CO_3胁迫下,碱蓬体内Ca~(2+)、Fe~(2+)下降的幅度也比NaCl胁迫大,这也与碱蓬生长受抑有关。NaCl、Na_2CO_3所共有的又一胁迫因素是渗透胁迫。和NaCl处理相比,在Na_2CO_3胁迫下,有机物所起的渗透调节作用大于NaCl处理,这也许是碱蓬为适应高pH环境而作出适应性反应的结果。然而,植物用有机物来进行渗透调节所消耗的能量比用无机离子多得多,这也是在Na_2CO_3胁迫下碱蓬生长受抑的又一原因。碱性盐所独有的胁迫因素是高pH值。植物对环境高pH的适应方式之一是在体内积累具有缓冲作用的酸性代谢物(如有机酸、柠檬酸、脯氨酸等)来进行体内pH的调节。但碱蓬在Na_2CO_3胁迫下有机酸含量反而下降,这可能与碱蓬的不耐碱性有关。碱蓬在Na_2CO_3胁迫下脯氨酸含量上升,所以脯氨酸应是碱蓬进行体内pH调节的一种缓冲物质。碱蓬在NaCl胁迫下,SOD活性增强,从而加强了清除活性氧的能力,降低了活性氧的伤害作用。而碱蓬在Na_2CO_3胁迫下SOD活性下降,这就使细胞中产生的活性氧不能及时清除。活性氧增多,加重了对碱蓬的伤害,降低了它的抗碱能力。综上所述,碱蓬的抗碱性远小于其抗盐性,原因是多方面的。它与Na~+区域化能力的提高程度不大,离子均衡遭到严重破坏,用于渗透调节的能量较多,活性氧山东陌力大学颀士研究生学企俗文清除能力减小等都有一定关系。2 NaCI和Na人O。对玉米生长和生理胁迫效应的比较从整株干重变化看,NaO和NZ*0。均能抑制玉米的生长,而且在培养液中Na”浓度相同时,NZ*0。对玉米的抑制作用大于NaO,即对玉米来说也是碱害大于盐害。NdiCO3对玉米的胁迫作用之所以大于N3CI与根系的变化关系密切,这一点从根系颜色和根冠比的变化上都可看出。玉米无论在 NaCI还是 NaoO。胁迫下,Na+/K十比都升高,从而产生离子不均衡现象,使植物受害。而且不论在根内还是在叶内,Na。COs胁迫使 Na+/ K十比增加的幅度都大于NaCI胁迫,即产生的离于不均衡现象更严重,这是NdiCO。胁迫大于NaCI胁迫的原因之一。玉米在NazCO。胁迫下,有机酸含量虽上升,但变化不大;脯氨酸含量虽然大幅上升,但脯氨酸的绝对含量太小。所以玉米通过有机酸和脯氨酸来调节体内pH值的能力是不大的,这可能与玉米的抗碱能力小有关。在Na。*0。胁迫下,玉米的*/../*d大于NaO处理。这说明在NZ*0。胁迫下,玉米叶内的Na”含量己远大于根的拒Na飞力,因此NdiCO。处理对玉米的胁迫作用也大于NaCI处理。在NdsCO3胁迫下,玉米叶片内的 V-H“-ATPase和 V-H”-PPase的水解活性虽然也增加,但增幅小于NaCI处理的,这就限制了玉米Na十区域化能力的提高。在NdiCO3胁迫下,不但Na十区域化能力小,而且叶片内的Na十含量也大于NaO胁迫。所以我们可以断定,在NZ*0。胁迫下,细胞质内的*才含量一定大于NaCI胁迫,由此形成的Na十毒害也大于NaCI胁迫的。玉米在 50 iiimOI/L NdiCO3胁迫下,渗透调节能力陡然升高,而此时N勾培养液的渗透势却大于等Na“浓度的NaCI培养液。所以此时玉米渗透调节能力的增强,并不一定是主动适应环境的结果,相反,却是因为细胞膜系统受到极度破坏,通透性增加,从而使外界离子被动地大量进人玉米体内的结果。玉米在 50 mmol/L NaCI胁迫下,SOD活性增加,清除活性氧的能力增强,这是植物对盐渍环境的一种适应能?……   
[关键词]:盐地碱蓬;玉米;NaCl;Na_2CO_3;胁迫
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东师范大学2003年