能源植物雜交狼尾草抗鹽機(jī)理研究.pdf

1、近些年,隨著世界范圍內(nèi)鹽堿地面積的不斷增加,各國都在積極尋求合適的在鹽堿地上種植的植物,以便對鹽堿地進(jìn)行開發(fā)利用。其中能源植物雜交狼尾草具有一定的耐鹽性,初步試驗(yàn)表明雜交狼尾草的耐鹽閾值為0.57％,且雜交狼尾草作為生物質(zhì)能源對于緩解當(dāng)下的能源危機(jī)已經(jīng)引起了各國的廣泛關(guān)注,因而對于雜交狼尾草耐鹽性研究不僅為在鹽堿地上種植提供理論依據(jù),而且在獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也帶來了一定的生態(tài)效益和社會(huì)效益。
　　本論文以盆栽的雜交狼尾草(Pe

2、nnisetum americanum×P. purpureum)為實(shí)驗(yàn)材料,在不同濃度NaCl(0%,0.3%,0.5%,0.8%)處理?xiàng)l件下,測定其生物量、光合特性、葉綠素含量、MDA含量等生理指標(biāo),研究NaCl脅迫對雜交狼尾草的影響;并測定雜交狼尾草不同部位Na+、K+離子含量變化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化和抗氧化酶活性的變化等,為全面研究其抗鹽機(jī)理奠定基礎(chǔ);由于鉀素對于脅迫的緩解作用,為了確定緩解鹽害的適宜鉀濃度,我們還通過在不同濃度

3、NaCl(0%,0.5%)條件下,用不同鉀濃度(0.1,3,6,9mmol/L)處理雜交狼尾草幼苗,并測量植株株高、分蘗數(shù)、干重、葉片凈光合速率、不同部位的離子含量、MDA含量和細(xì)胞質(zhì)膜透性等生理指標(biāo),為在K含量低的鹽堿地上種植雜交狼尾草時(shí),合理施用鉀肥提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　1.不同濃度NaCl處理對雜交狼尾草幼苗生長的影響:隨著NaCl濃度的增加,雜交狼尾草幼苗株高、葉片數(shù)、干重和鮮重均顯著降低,尤其0.8%NaCl

4、處理的幼苗由于超過其耐鹽閾值范圍,表現(xiàn)出嚴(yán)重的脅迫效應(yīng);在鹽處理下雜交狼尾草無論地上部還是地下部都保持較高的含水量;NaCl脅迫抑制了植株的光合作用,而且隨著NaCl濃度的增加,葉綠素含量下降,MDA含量增加,其中第七葉(已成熟的老葉)增加程度高于第四葉(主要進(jìn)行光合作用的新葉)?？傊?隨著NaCl處理濃度的增加,雜交狼尾草幼苗在生長、光合、膜透性等方面表現(xiàn)出一定的脅迫效應(yīng),且同一植株第七葉較第四葉受脅迫程度更為嚴(yán)重。
　　2.雜

5、交狼尾草的抗鹽機(jī)理:NaCl處理?xiàng)l件下,雜交狼尾草幼苗根部和第七葉中的Na+含量顯著增加,而第四葉中的Na+含量始終維持較低水平,K+含量卻與之相反,第四葉中含量較多而第七葉和根中含量少,所以第七葉能維持較高的K+/Na+以保證植物正常光合和生長;隨著NaCl濃度的增加,雜交狼尾草葉片中可溶性糖和脯氨酸含量隨之升高,尤其在0.5%NaCl和0.8%NaCl濃度處理下升高顯著,且第七葉中的含量高于第四葉。NaCl處理對雜交狼尾草葉片中可溶

6、性蛋白含量影響不顯著;NaCl處理?xiàng)l件下,雜交狼尾草幼苗葉片中的抗氧化物酶CAT、SOD、POD、APX總活性均升高,其中POD和APX的活性增加變化更顯著;隨著NaCl濃度的增加,雜交狼尾草葉片中Mn-SOD和POD3表達(dá)量顯著升高,對于清除脅迫下雜交狼尾草葉片中的ROS起很重要的作用?？傊贜aCl處理下,雜交狼尾草幼苗通過將過量的Na+聚集在根部和老葉,將大量的K+運(yùn)往新葉這一拒鹽特性來調(diào)節(jié)NaCl脅迫下體內(nèi)的離子平衡,同時(shí)體內(nèi)合

7、成一系列的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)使植物在低滲環(huán)境下仍可正常吸水,保證正常生長,此外雜交狼尾草體內(nèi)的抗氧化物酶系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)作用,可以將脅迫產(chǎn)生的大量自由基及時(shí)清除,維持體內(nèi)自由基代謝動(dòng)態(tài)平衡。
　　3.K對NaCl脅迫下雜交狼尾草幼苗的緩解效應(yīng):0.5%NaCl處理顯著抑制雜交狼尾草幼苗的生長和光合。在0.5%NaCl處理下,隨著K素濃度的增加,雜交狼尾草的生物量顯著增加,其中在6mmol/L鉀素處理時(shí)顯著降低了雜交狼尾草所受鹽害,即添加6m