不同油菜品種鋅富集差異及機理研究.pdf

1、微量元素鋅(Zn)，是人體生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素之一。人體缺鋅會引起兒童生長發(fā)育遲緩、智力低下、身體免疫功能下降等各種疾病。由于Zn在人體內無法自行合成，通過外界補充是唯一的手段，較藥補而言食補更為安全和有效。實際上，人體所需的Zn量基本是來自于食物。食物中Zn含量的差異性，是由于食物種類及品種的不同以及土壤中Zn的供應情況的差異而導致的。全球耕作土地缺Zn高達30％，在我國更有高達40％的耕作土地存在缺鋅問題。單純通過土壤施用Zn肥以

2、期改變土壤Zn含量進而影響植物對Zn素的吸收利用的途徑，所將要面臨經(jīng)濟代價是巨大的，尤其對發(fā)展中國家而言將是難以得到有效實施。所以，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如何在現(xiàn)有Zn資源的基礎上，提高作物對Zn的吸收利用，提高作物可食部位Zn的富集量。隨著科技的發(fā)展，上世紀90年代，在作物富集Zn遺傳改良以及高富集Zn作物的選育工作都逐漸展開并取得了一些長足的進展。但多集中于世界性糧食作物如水稻、小麥以及玉米等。油菜作為世界性油料作物，在日常生活中占有舉足輕

3、重的地位，尤其對我國民眾而言，卻較少予以報道。為深入了解不同基因型油菜在不同Zn濃度下對Zn的富集差異性及其機理研究，本試驗在前期水培篩選下，采用根袋法土培試驗，在中性紫色土壤上研究5個油菜資源品種(Brassica)在施用不同Zn濃度后油菜對Zn的吸收富集差異，同時研究不同Zn處理對油菜生物量、生理生化指標、根系分泌物、根尖細胞結構、植株體內N、P、K及Zn含量和土壤N、P、K及Zn含量的影響，以期為油菜富Zn機理研究提供理論依據(jù)。<

4、br>　　 1.不同Zn濃度對不同油菜的生長影響不一。隨著Zn濃度的增加，油菜的株高、根長、地上部以及地下部干重表現(xiàn)為先升高后下降的拋物線趨勢。羅平金菜子、二牛尾、溧陽苦菜品種表現(xiàn)在Zn濃度5.0 mg/kg時值最高；而當Zn濃度達到20.0 mg/kg時，南通黃油菜和H33品種較其他三品種生長較好。5個油菜資源品種內以二牛尾和溧陽苦菜品種在生物量上較優(yōu)于其他品種。
　　 2.隨著Zn濃度的增加5個油菜資源品種的SOD、CAT

5、以及POD三者總體活性表現(xiàn)為先下降后升高的趨勢，且不同處理間差異性顯著。Zn濃度5.0 mg/kg下，各油菜品種三種抗氧化酶活性最低，隨著Zn濃度(≥10.0 mg/kg)的繼續(xù)上升各品種三種酶活性表現(xiàn)表現(xiàn)不一，羅平金菜子、二牛尾以及溧陽苦菜隨濃度上升而下降，南通黃油菜和H33品種則是呈現(xiàn)上升趨勢。5個油菜品種以二牛尾和溧陽苦菜品種在Zn濃度5.0 mg/kg下各類抗氧化酶活性最低，植株的生長狀態(tài)較優(yōu)于其他品種油菜。不同Zn濃度下油菜葉

6、片中MDA和Pro的含量表現(xiàn)趨勢呈先下降后升高態(tài)勢，濃度5.0 mg/kg下二者含量最低。5個品種內以二牛尾和溧陽苦菜品種總的MDA和Pro含量低于其他三品種。表明該兩種品種對Zn較強的適應性和抗性。
　　 3.油菜體內葉綠素a、b以及總葉綠素含量隨著Zn濃度增加而呈拋物線變化趨勢，呈先增加后降低；最高值在Zn濃度5.0 mg/kg下出現(xiàn)，且不同處理間葉綠素含量差異性顯著，但品種間差異性不顯著。油菜體內凈光合速率、蒸騰速率、氣孔

7、導度含量變化趨勢隨著Zn濃度增加為由低到高再到低，在Zn濃度5.0 mg/kg時Pn、Tr、Gs含量為其他處理的最高值。油菜體內胞間CO2濃度含量的變化趨勢同Pn、Tr、Gs的趨勢相反，為先下降而后升高，在5.0 mg/kg濃度處最低，且處理間差異性顯著。5個油菜品種間以二牛尾和溧陽苦菜品種在5.0 mg/kg濃度下Ci值最低。表明二牛尾和溧陽苦菜品種的光合作用能力較強于其他油菜品種。
　　 4.高Zn濃度(20.0 mg/kg

8、)下油菜根系產(chǎn)生的分泌物增多用以應對環(huán)境脅迫。5個油菜品種根際分泌的氨基酸共14種，含量在0.012～1.783 mg/100ml。主要分泌的氨基酸有谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸。5個油菜品種間以二牛尾和溧陽苦菜品種根系分泌氨基酸含量較高于其他3個品種，以H33的的根系分泌的氨基酸最低。表明不同Zn濃度對油菜不同品種細胞膜透性影響不一。作為根系生命活動的密集區(qū)-根尖，它的細胞結構隨著處理Zn濃度的不同而表現(xiàn)出顯著性差異且品種

9、間差異性顯著。高濃度(20.0 mg/kg)下，較對照處理根際細胞內的線粒體和液泡變化最為明顯，出現(xiàn)線粒體的腫脹和液泡的凝集。5個油菜中H33品種根尖細胞超微結構較對照處理差異性不明顯，這可能是H33品種耐Zn性較強的生理機制之一。
　　 5.5個油菜品種在不同Zn濃度下各部分N、P、K養(yǎng)分元素的吸收和轉運差異性明顯。盛花期養(yǎng)分含量明顯低于成熟期以及籽粒和葉片中養(yǎng)分含量明顯高于根和莖部，這說明植株體內養(yǎng)分元素是從地下部轉移至地上

10、部；從營養(yǎng)生長部位轉向生殖生長部位。5個品種以二牛尾品種和溧陽苦菜品種體內養(yǎng)分含量最高，表明該二者更能有效的將養(yǎng)分供給于地上部的生殖器官以保證和滿足正常的生長發(fā)育，為籽粒灌漿提供保證。
　　 6.不同處理Zn濃度下對根際與非根際土壤內堿解氮、有效磷以及速效鉀的影響各異。根際土壤中，隨著Zn濃度的增加先養(yǎng)分含量先降低，然后升高；5.0 mg/kg濃度時達到最低值，且成熟期的總體養(yǎng)分含量高于盛花期含量。不同時期內根際土壤中，5個油菜

11、品種內以二牛尾和溧陽苦菜品種在5.0 mg/kg濃度下養(yǎng)分含量最低，表明該二者在植物生長期內對養(yǎng)分需求較高，植株生長健壯。
　　 非根際土壤中，堿解氮、有效磷以及速效鉀的含量在高Zn濃度下含量較高，且盛花期Zn含量高于成熟期含量。各養(yǎng)分元素變化各異，以N的變化較大，P、K總體浮動較小；且5個油菜品種內各養(yǎng)分元素變化趨勢也呈顯著性差異。羅平金菜子品種N的變化較大；H33中P的含量變化最大；而二牛尾號和溧陽苦菜在5.0 mg/kg濃

12、度下K含量最低。
　　 7.不同Zn濃度下油菜體內各部分的Zn含量以及富集量差異性顯著。尤其是在油菜籽粒中表現(xiàn)更為明顯。油菜根、莖、葉以及籽粒四部分隨著Zn濃度的增加而增加且表現(xiàn)出籽粒中Zn含量最高，其次是葉片。表明油菜生長過程中Zn隨著生長的繼續(xù)由地下部轉移至地上部以及從營養(yǎng)生長在部位轉移至生殖生長部位。5個試驗對象中以二牛尾和溧陽苦菜品種籽粒中Zn含量為最高。表明該二者對Zn的吸收能力較強。對于不同油菜品種在Zn富集能力上，