不同盐浓度胁迫下油菜素内酯对菜玉米幼苗生长的影响

2019-08-13 09:08:40 南方农业·下旬 2019年3期

荆红利 李大忠 王国杰 蒋顺红 张中瀚 赵尊康

摘 要 为研究不同盐浓度胁迫菜玉米种子发育及生理生态的影响,以菜玉米种?#24188;?#20026;,通过施用一定浓度的油菜素内酯可以有效提高菜玉米种子萌芽率,在施用油菜素内酯溶液浓度为0.1 mg·L-1时,菜玉米幼苗成活率为最高,达到83%,在三叶期的株高最高,过氧化物酶活性最高。说明油菜素内酯可以有效增强菜玉米幼苗的抗盐碱能力,促进植株生长。

关键词 油菜素内酯;菜玉米幼苗;盐胁迫;酶活性

中图分类号:F513 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.09.074

近年来,随着城市化进程推进,我国耕地面积锐减,在庞大的人口数量下,粮食供给不足问题日益凸显,盐碱土地资源的利用变得越来越重要。有关数据显?#33606;?#25105;国的盐碱土地面积达9 900多万公顷,若能将盐碱土地转化为可生产作物的耕地,将极大的?#33322;?#31918;食短缺的问题。盐碱土地主要成分有NaCl、MgCl2、KCl、CaCl2、MgSO4等,進行土壤改良?#24230;?#24040;大、改良周期长,因此通过培育、种植耐盐碱作物可有效解决这一问题。油菜素内酯作为一种天然?#21442;?#28608;素,能促进?#21442;?#29983;长,提高作物的抗病、抗盐能力,增强作物生长抗逆性,从而提高作物的产?#32771;捌分省?#33756;玉米含有蛋?#23383;省?#32993;萝卜素、脂肪、碳水化合物、胡萝卜素等大量的营养物质,具有清湿热、开胃、益肺、延?#26680;?#32769;、减肥、明目、降低血压血脂的作用,营养价值高[1-6]。目前,油菜素内酯对盐胁迫下菜玉米抗盐性的有关研究还尚未看到相应报道,基于此,在不同盐浓度胁迫环境下施用不同浓度的油菜素内酯,得出施?#31859;?#20339;的油菜素内酯浓度。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验材料为菜糯一号菜玉米种子,选择子粒饱满,具有完整的种皮、胚和胚乳的种子720粒,规格为6×12孔的穴盘10个。

试验试剂包括0.1%高锰酸钾溶液,浓度为0.1 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.3 mg·L-1的油菜素内酯溶液,浓度为0 mmol·L-1、50 mmol·L-1、100 mmol·L-1的NaCl溶液,浓度为1∶400的叶面肥营养液。

1.2 试验方法

1.2.1 试验步骤

用浓度为0.1%高锰酸钾溶液将菜玉米种子浸泡12 min进行消?#33606;?#23558;已消毒的菜玉米种子平均分成3个处理,编号A、B、C,每个处理240粒种子,共720粒,根据标号在常温条件下将菜玉米种子浸种7.5 h。浸种结束后将菜玉米种子放入培养皿中,每个处理平均分成4个小组,每个小组60粒种子,并贴好标签,放入恒温箱中培养,设置温度27 ℃,期间每个处理喷施对应浓度的BR溶液。60 h后统计各个处理菜玉米种子的发芽数,一周后计算种子的发芽率以及菜玉米种子的发芽势。将所有种子移栽到装满沙子的穴盘中,待其长出叶片后喷施浓度为1∶400的叶面肥溶液,一周两次。在三叶期进行取样,并检测叶面积、茎粗、株高、鲜质量、干质量以及叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物歧化酶(POD)活性等指标。

1.2.2 检测方法

游标卡尺测量茎粗、株高,每个试验处理组测量5株取平均值;?#31859;?#22806;吸收法测定过氧化氢酶活性;用氮蓝四唑法测定超氧化物歧化酶活性;用愈创木酚比色法测定过氧化物酶活性;用分光光度?#21697;?#27979;定叶绿素含量。

1.3 数据处理

数据采用Excel2017版、Spss21.0进行处理分析。

2 结果与分析

从表1得出,A2与A3、A4相比,在无盐胁迫下,0.1 mg·L-1的油菜素内酯最适合菜玉米种子生长;B1、C1菜玉米种子的发芽率、发芽势都比A1(正常状态下)的发芽率和发芽势低,说明在盐胁迫下,不施用油菜素内酯的菜玉米种子发芽受到阻碍。A1与A2、B1与B2、C1与C2相比,得出在盐胁迫下,施用0.1 mg·L-1 BR溶液可以有效增强菜玉米种子的抗逆性。

2.1 不同试验处理对菜玉米幼苗株高、茎粗的影响

图1为各个试验处理组菜玉米幼苗平均株高,?#27833;?中可看出,A1与B1、C1相比,A1的株高最高,说明在无盐胁迫下菜玉米幼苗中株高。A2与A1、A3、A4相比,A2株高最高,A1最低,说明油菜素内酯可以有效促进菜玉米植株生长,0.1 mg·L-1的油菜素内酯最适合菜玉米植株生长。

不同处理组菜玉米幼苗平均茎粗如图2所示。?#27833;?可知,在无盐胁迫的环境下即A1与B1、C1相比,菜玉米幼苗生长的茎粗最粗;A2与A1、A3、A4相比,A2株高最高,A1最低,说明油菜素内酯可以有效促进菜玉米植株增粗,0.1 mg·L-1的油菜素内酯最适合菜玉米植株生长。

2.2 不同试验处理对菜玉米幼苗叶绿素的影响

?#27833;?可看出,A1与B1、C1,A2与、B2、C2,A3与B3、C3,A4与B4、C4相比,A组叶绿素含量均比B组、C组叶绿素含量高,说明受到盐胁迫的影响,叶绿素含量随着盐浓度增高而降低;A2与A1、A3、A4,B2与B1、B3、B4,C2与C1、C3、C4相比,施用0.1 mg·L-1 BR溶液的A2、B2、C2叶绿素含量最高,说明0.1mg/LBR溶液最适合菜玉米幼苗积累叶绿素含量。

2.3 不同试验处理对菜玉米幼苗超氧化物歧化酶活性(SOD)的影响

?#27833;?可看出,A1与A2、A3、A4,B1与B2、B3、B4,C1与C2、C2、C4相比,A1、B1、C1的超氧化物歧化酶活性更多,说明油菜素内酯可以提高超氧化物歧化酶活性;在施用相同0 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.3 mg·L-1油菜素内酯条件下,A1比B1、C1,A2比B2、C2,A3比B3、C3超氧化物歧化酶活性高,逐次降低,说明盐胁迫浓度越高,超氧化物歧化酶活性越低。

2.4 不同试验处理对菜玉米幼苗过氧化氢酶(CAT)活性的影响

如图5所?#33606;?#22312;施用相同0 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.3 mg·L-1油菜素内酯条件下,A、B、C三组相比,无盐胁迫条件下,过氧化氢酶的活性最高,施用0.1 mg·L L-1油菜素内酯时,过氧化氢酶活性最高,说明BR溶液浓度为0.1 mg·L-1最适合过氧化氢酶活性发?#24188;?#29992;;从B2与B3、B4,C2与C3、C4相比,得出盐胁迫浓度越高,过氧化氢酶的活性逐步降低。

2.5 不同試验处理对菜玉米幼苗过氧化物酶活性(POD)的影响

?#27833;?可以看出,在无盐的条件下,A1与A2、A3、A4相比,A1的过氧化物酶活性比A2、A3、A4的过氧化物酶活性低;在盐的浓度为50 mmol·L-1条件下,B1与B2、B3、B4相比,B1的过氧化物酶活性比B2、B3、B4的过氧化物酶活性低;在盐的浓度为100 mmol·L-1条件下,C1与C2、C3、C4相比,C1的过氧化物酶活性比C2、C3、C4的过氧化物酶活性低;说明油菜素内酯可以有效的增强过氧化酶的活性。在施用0.1 mg·L-1的油菜素内酯溶液时,过氧化物酶活性达到最高值。

3 讨论与结论

菜玉米是我国主要的粮食作物且耐盐性较强,幼苗期和萌发期间对盐胁迫最为敏?#23567;?#22240;此在不同浓度盐的胁迫下,菜玉米种子和幼苗的相关生理和生长指标都会明显的受到不同程度的影响。试验结果说明,在盐胁迫下的菜玉米种子经过不同浓度的油菜素内酯处理后,幼苗中所含的CAT、SOD、POD三种酶的活性都有所提高,且经过油菜素内酯处理的菜玉米种子长势比未经过油菜素内酯处理的菜玉米种子好得多。另外,没有在盐胁迫条件下的菜玉米种?#27833;?#36807;不同浓度的BR处理后,菜玉米幼苗的各项生理指标都会有明显的提高。

本次试验结果表明,菜玉米幼苗盐胁迫的?#33322;?#19982;BR浓度大小有关。BR浓度在0.1 mg·L-1时能有效?#33322;?#33756;玉米幼苗的盐胁迫,但BR浓度超过0.2 mg·L-1时,其作用效果不明显。说明菜玉米幼苗经过浓度适宜的BR(油菜素内酯)处理后,可以提高菜玉米幼苗中SOD、POD和CAT三种酶的活性,进而有效抵抗盐胁迫的不良环?#22330;?/p>

本次试验可以表明BR可以有效?#31181;?#30416;胁迫对菜玉米幼苗生长及相关的生理指标,当BR的浓度为0.1 mg·L-1时对盐胁迫下菜玉米幼苗的生长及生理指标效果最好。

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(责任编辑:刘昀)

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