论文部分内容阅读
土壤盐碱化问题日益突出,严重影响了农业生产和生态环境,我国受到盐碱侵害的稻田约占栽培面积的五分之一,还有日益增加的趋势,已经造成了难以估量的损害,另外随着耕地面积的减少和淡水资源的不足,开发和利用大面积盐碱地势在必行,因此植物耐盐碱的机理研究、耐盐碱植物的培育、盐碱地的改良措施将成为相关学科的研究热点。本研究为了深入具体的研究碱胁迫下水稻渗透调节特点,选择耐盐碱品种长白9号和普通栽培品种吉粳78作为试验材料,研究3个碱胁迫浓度、4个处理时间对3种苗龄水稻根、茎、叶脯氨酸、甜菜碱、肌醇、游离氨基酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量及Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)、甜菜碱醛脱氢酶(BADH1、BADH2)、肌醇单磷酸酶(IMP)基因表达量的影响。而且还以长白9号为试验材料,还研究了不同碱化度土壤种植条件下,不同时期水稻根茎叶中渗透调节物质、光合、产量构成因素及相关基因表达量的差异。其主要结果如下:1.碱胁迫条件下,长白9号和吉粳78两品种根、茎、叶的脯氨酸、甜菜碱、肌醇等渗透调节物质含量均上升,P5CS、BADH1、BADH2、IMP基因表达量也高于CK。40mmol/L NaCO3-NaHCO3处理较10mmol/L和80mmol/L处理更有利于植株积累渗透调节物质及上调基因表达,40mmol/L Na2CO3-NaHCO3处理是长白9号与吉粳78两水稻生理响应的敏感阈值。盆栽试验中水稻盐碱土种植的长白9号根茎叶中的脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、可溶性蛋白含量均高于黑土CK,加入溶磷菌后,4种物质含量有所降低但仍高于黑土。而3:1盐碱土种植的长白9号中的渗透调节物质含量普遍都明显低于黑土CK,而加入溶磷菌之后4种物质含量升高。黑土中添加溶磷菌,变化并不明显。6种土样处理的叶片中P5CS、BADH1两个基因的表达量基因的变化规律与脯氨酸和甜菜碱的变化规律一致。盆栽试验的盐碱土,均使水稻叶片的Pn、Gs、Tr与Pn呈显著下降变化。加入溶磷菌植株的Pn、Tr、Gs和WUE均高于相对应的未加入菌的植株,增施微生物能够促进水稻叶片光合作用,增加光合产物,HKT基因家族两成员表达量降低,同时提高了水稻有效穗数、每穗粒数、千粒重及产量。2.品种间差异明显,正常水培条件下长白9号根茎叶脯氨酸、甜菜碱含量高于吉粳78,长白9号渗透调节物质含量,其相关基因表达量变化远大于吉粳78。碱胁迫24、48小时能使长白9号及时作出响应,并随着胁迫时间的延长甜菜碱、肌醇含量及BADH1、BADH2、IMP表达量持续升高,而吉粳78对碱胁迫并不能及时响应,长白9号耐盐碱的特性与其植株体内渗透调节物质丰富,且对盐碱胁迫响应快的生理现象有关。3.不同浓度缓冲液及不同碱化度土壤胁迫均直接作用于根部,正常生长的CK样品根系的渗透调节物质含量低于叶片,受到胁迫后渗透调节物质含量的变化与叶片相比变化较小,叶片的渗透调节能力大于根系。随着水稻生育进程的推进,对碱的耐性增加,胁迫后耐盐碱品种长白9号和普通栽培品种吉粳78都表现为30、45天苗龄渗透调节物质变化比70天明显,盆栽试验中也是随着生育期的推进变化逐渐变小。因此,盐碱地水稻移栽应强根壮苗,而且更适宜大苗移栽。