發(fā)布時間：2020-11-21 11:30

　　 本研究以耐鹽型水稻種質‘FL478’、‘JX99’、‘Pokkali’和鹽敏感型‘IR29’為材料,設置6個土壤含鹽量(0 g·kg~(-1)、1 g·kg~(-1)、2 g·kg~(-1)、3 g·kg~(-1)、4 g·kg~(-1)、5 g·kg~(-1)),在防雨大棚下進行盆栽試驗,從4種基因型水稻的生長發(fā)育效應、糖代謝積累調節(jié)、生理生化響應、K~+、Na~+離子吸收與分配以及光合生理特性方面進行測試分析,探究鹽脅迫下4個基因型水稻的耐受機制,揭示鹽脅迫下耐鹽型水稻耐鹽生理效應,進一步明確水稻的耐鹽機理,為水稻耐鹽基因的發(fā)掘和耐鹽新品種的選育提供理論依據。通過測定,研究結論如下:生長發(fā)育方面:鹽脅迫抑制水稻的生長發(fā)育,表現(xiàn)為株高變矮,生物量顯著降低,分蘗數(shù)減少,葉面積較小,葉片枯萎等,其抑制作用隨土壤含鹽量的增加而增強。糖代謝調節(jié)方面:1)低鹽脅迫可激發(fā)SPS與SS活性增強,分別促進蔗糖、可溶性糖的積累,緩解細胞滲透壓力,維持正常生命活動,提高植株的抗逆性,而高鹽脅迫下SS、SPS活性降低,葉片中蔗糖合成與積累降低,表現(xiàn)為植株生長發(fā)育受抑制作用更明顯。2)鹽脅迫下鹽敏感型‘IR29’植株積累的蔗糖和可溶性糖較耐鹽種質‘JX99’、‘Pokkali’的多,但其植株生長發(fā)育受到的抑制作用更為明顯,推論可能由于‘IR29’植株合成積累的蔗糖和可溶性糖大量用于緩解細胞滲透壓參與抗逆生理恢復,而供給植株生長發(fā)育糖份不足,造成生長發(fā)育受到抑制。生理生化響應機制方面:1)鹽脅迫抑制了耐鹽型水稻葉綠素的合成與積累,但其葉綠素含量顯著高于鹽敏感型。2)鹽脅迫增加,耐鹽型水稻丙二醛積累量顯著低于鹽敏感型,且細胞膜透性顯著低于鹽敏感型,反映耐鹽型水稻葉片細胞膜損傷較小。3)鹽脅迫下4個水稻的葉片和葉鞘的相對含水量均降低,而葉片和葉鞘水分臨界飽和虧均呈上升趨勢,其中鹽敏感型‘IR29’的臨界飽和虧的增幅較大,耐鹽型種質相對含水量降幅小。4)鹽脅迫下4個水稻葉片的脯氨酸含量、P5CS、δ-OAT和SOD活性隨鹽脅迫濃度增加均逐漸增加,耐鹽型和鹽敏感型水稻分別在3 g·kg~(-1)、2 g·kg~(-1)的土壤含鹽量達到峰值,而耐鹽型水稻植株的脯氨酸含量、P5CS、δ-OAT和SOD活性顯著高于鹽敏感型。5)鹽脅迫下耐鹽水稻可溶性糖、脯氨酸和P5CS間呈極顯著正的簡單相關和偏相關性,表明耐鹽型水稻通過合成可溶性糖、游離脯氨酸緩以及抗逆酶調節(jié)來解滲透脅迫,表現(xiàn)出生理性耐鹽。6)鹽脅迫下,植株脯氨酸合成酶P5CS和δ-OAT均被激活,脯氨酸合成的兩個途徑(Glu→Pro和Orn→Pro)同時增強合成積累脯氨酸,促使植株游離脯氨酸的快速積累,表現(xiàn)較強的耐鹽性。7)應用模糊隸屬函數(shù)法對水稻的耐鹽性進行綜合評價,耐鹽性大小排序:‘JX99’‘Pokkali’‘FL478’‘IR29’。K~+、Na~+離子吸收及積累規(guī)律方面:1)4個基因型水稻植株不同器官Na~+,K~+的積累對鹽脅迫的響應存在差異:低鹽脅迫(0~3 g·kg~(-1))促進水稻植株各器官積累較多K~+,其中葉片葉鞘根,這與Na~+在各器官的積累效應相反;高鹽脅迫(4~5 g·kg~(-1)),水稻植株各器官積累較多Na~+,其中根葉鞘葉片,造成各器官中Na~+/K~+失衡,植株耐鹽性降低,受鹽害程度加深。2)葉鞘是水稻植株關鍵的Na~+-K~+調庫,通過吸收和分配Na~+來調節(jié)根、葉、葉鞘Na~+/K~+平衡以提高水稻耐鹽性,鹽脅迫下耐鹽型水稻葉片和葉鞘的選擇運輸系數(shù)S_K~+、~+_(Na)和葉鞘及根的S_K~+、~+_(Na)顯著大于鹽敏感型,耐鹽型的葉鞘向葉片主動運輸K~+同時分配K~+至根系,根系限Na~+能力遠遠高于鹽敏感型,通過增加葉片和根系的K~+含量,限制Na~+對葉片的分配,提高葉片和根系K~+/Na~+,緩解滲透脅迫,提高耐鹽性,而鹽敏感水稻根系和葉片Na~+積累量較高,保持較高的Na~+/K~+,葉片和根系的細胞膜透性較大,受鹽害明顯。光合生理調控機制方面:1)1~4 g·kg~(-1)的土壤鹽處理間,鹽敏感型的凈光合速率相對均值顯著高于耐鹽水稻,通過合成并積累大量的可溶性糖以緩解滲透脅迫,降低鹽害;1~3 g·kg~(-1)的土壤鹽處理,胞間~(12)CO_2濃度較高,滿足水稻的光合生理需求,4~5 g·kg~(-1)的土壤鹽處理迫使水稻氣孔關閉,Ci/Ca值較低,胞間~(12)CO_2濃度降低,耐鹽水稻AMC顯著高于鹽敏感水稻,保持相對較高的RuBPCase活性,提高了~(13)CO2利用率,而耐鹽水稻RuBPCase活性較高,大量的~(13)CO2被耐鹽水稻RuBPCase羧化,但只能滿足短時期的生命活動需求,維持短暫的生命活動。2)1~3 g·kg~(-1)鹽處理,耐鹽型蒸騰速率和氣孔導度顯著低于鹽敏感型水稻,耐鹽型氣孔阻力增大,水氣蒸騰降低,葉片蒸汽壓虧缺值較高且相對穩(wěn)定,保水能力增強,維持根系向地上部分營養(yǎng)物質和水分正常供應,但鹽敏感水稻‘IR29’葉片蒸騰速率和氣孔導度增幅顯著,蒸騰拉力造成鹽敏感水稻葉片水分過度流失,滲透脅迫加劇;4~5 g·kg~(-1)鹽脅迫下,耐鹽水稻的葉片蒸騰速率顯著低于鹽敏感水稻,但水分利用效率和氣孔限制值明顯升高,種間差異不顯著,卻顯著高于鹽敏感型,耐鹽型通過降低氣孔導度,降低蒸騰速率,以減少水分流失,從而使水稻葉片保持較高的水勢,提高了葉片水分利用效率,適應鹽脅迫。
【學位單位】：廣東海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S511
【部分圖文】：

3.1 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻生長的影響3.1.1 鹽脅迫下不同耐鹽性水稻的生長狀況從圖1可見，土壤含鹽量大于4 g·kg 1NaCl脅迫時，4個水稻種質的外觀特性受鹽害影響較明顯，具體表現(xiàn)：株高均明顯變矮，葉面積變小，分蘗均較少，心葉卷曲，葉片發(fā)黃，葉緣枯萎，其中以IR29受鹽害最嚴重，F(xiàn)L478受害也較明顯，而Pokkali和JX99受鹽害較輕。圖 1 鹽脅迫下不同耐鹽性水稻的生長狀況Fig. 1 The growth status of different salt-tolerant rice to salinity stress3.1.2 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻種質株高的影響從圖2可以看出，隨著土壤含鹽量的增加，4個水稻種質的株高均呈下降趨勢

Fig. 1 The growth status of different salt-tolerant rice to salinity stress3.1.2 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻種質株高的影響從圖2可以看出，隨著土壤含鹽量的增加，4個水稻種質的株高均呈下降趨勢，然而在整個鹽脅迫水平上，4個水稻種質的株高對鹽脅迫的響應有所差異。同一脅迫水平，株高在4個種質間均呈現(xiàn)極顯著差異，其中Pokklai的株高差異性較顯著，Pokkali的株高于JX99和FL478，而IR29較矮。表明了鹽脅迫影響了水稻植株的株高

(Duncan method, P < 0.05).3.1.3 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻種質生物量的影響從圖3可以看出，隨著土壤含鹽量的增加，3個耐鹽水稻種質地上部分生物量均呈下降趨勢，但鹽敏感種質呈先升高后降低的趨勢。在整個鹽脅迫水平上，4個水稻種質的上部分生物量對鹽脅迫的響應存在差異。土壤含鹽量在2~5 g·kg 1處理間，鹽敏感種質IR29和耐鹽種質Pokkali的地上部分生物量逐漸降低，且差異達顯著水平（P 0.05），而耐鹽種質JX99、FL478的地上部分生物量差異不顯著。土壤含鹽量在0~1 g·kg 1處理下；3個耐鹽種質的地上部分生物量顯著高于其他3個水稻種質，土壤含鹽量2~4 g·kg 1處理下耐鹽水稻Pokkali的地上部分生物量高于IR29、FL478、JX99，但鹽敏感水稻IR29與耐鹽水稻FL478、JX99間的地上部分生物量差異不顯著。表明了鹽脅迫抑制了水稻植株的生物量的積累
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本文編號：2892935