不同盐处理对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响:
利用溶液培养方法研究了Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl 4种盐在阴离子浓度为14、56、98、140、182 mmol/L 5个水平下对黄瓜幼苗生理特性的影响。结果表明:随着阴离子浓度的升高,4种盐处理均使黄瓜幼苗的生长受到抑制,质膜透性增大,脯氨酸含量增加,不同盐对保护酶系活性的影响有差异; 3种含硝酸盐类的阳离子的影响大小依次为:钠盐钾盐钙盐;在相同水平的Na+离子条件下,NaNO3处理对黄瓜幼苗生长的影响大于NaCl处理。
在设施蔬菜栽培过程中,由于特殊的栽培、灌溉、施肥以及环境条件,形成了一种人为条件的特殊土壤,使土壤表层盐分聚集,引起土壤次生盐渍化,影响蔬菜的正常生长。目前土壤次生盐渍化已成为国内外设施栽培中普遍存在的问题。有研究表明,设施栽培条件下产生的次生盐渍化土壤的盐分组成特点和滨海盐土、内陆盐土不同,阴离子以NO-3为主,约占阴离子总量的67%~76%,阳离子则以Ca2+为主。而一般研究盐害的作用机理多利用高浓度NaCl对作物胁迫,主要是由于NaCl影响植物对必需营养元素的吸收、分配,引起植株水分亏缺及破坏质膜的结构和功能等[4-6]。而设施蔬菜栽培过程中使用的氮肥多为Ca(NO3)2或KNO3。为此,本研究主要探讨在NO-3积累的同时,其阳离子的作用及其与NaCl胁迫在生理特性等方面的差异。
1 材料与方法
1·1 材料培养
试验于2005年3~12月在山东农业大学玻璃温室进行。供试黄瓜品种为“新泰密刺”。按常规方法浸种催芽,挑选发芽整齐的种子播于装有洗净沙子的营养钵中(8cm×8cm),子叶展平后用营养液浇灌,待幼苗长至四叶一心时,选取生长一致的健壮幼苗转移至盛有10L营养液的聚氯乙烯水培盆(50cm×40cm)中,每盆定植两行,共10株。处理前营养液中大量元素参照山崎配方略加修改,微量元素参照Arnon配方,营养液中NO-3的浓度为14 mmol/L,pH值用H2SO4调节,保持在5·5~6·5之间。
1·2 试验处理
试验营养液阴离子浓度设5个水平,分别为14、56、98、140和182 mmol/L,即在常规营养液NO-3浓度14 mmol/L[Ca(NO3)2∶KNO3=1∶2](对照)的基
础上,分别用Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl四种盐配制的处理营养液,使其阴离子浓度调至56、98、140和182 mmol/L,对照为常规营养液培养,共17个处理,重复3次。移栽缓苗3 d后开始处理,为防止高浓度盐刺激,阴离子浓度每天递增最终浓度的1/4,当达到处理浓度时,重新更换一次处理营养液,处理
1周后采样测定相关指标。
1·3 测定项目和方法
电导率用电导率仪(ORION conductivity TDS me-ter,日本)测定;酶活性用pH 7·8的磷酸缓冲液(0·05 mol/L)提取酶液,SOD活性用NBT还原法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性的测定参照Chance的方法, MDA含量用硫代巴比妥酸法测定,脯氨酸用磺基水杨酸法测定,其均用UV-160A分光光度计进行测定。
2 结果与分析
2·1 对黄瓜幼苗生长的影响
2·1·1 对黄瓜幼苗干重的影响
黄瓜幼苗地上部干重随着阴离子浓度的增加均有降低的趋势,其中NaNO3处理下降明显,KNO3处理次之,NaCl处理的黄瓜幼苗地上部干重在Cl-浓度增加初期下降的幅度与Ca(NO3)2处理的相同,但在高浓度处理时,下降明显,并且比KNO3处理的下降幅度还大。在3种NO-3-N肥中,随着NO-3浓度的增加,对黄瓜幼苗地上部干重的影响则是钠盐钾盐钙盐,其中NaNO3处理下降的幅度高达40·70%。
黄瓜根系干重随着阴离子浓度的增加,根系干重先增大,而后再下降。在KNO3处理区,NO-3浓度增至56 mmol/L时,根系干重最大,随后开始下降,NaNO3和Ca(NO3)2处理区则在阴离子浓度增至98mmol/L时根系干重达最大,随后则下降;而NaCl处理区虽根系干重随阴离子浓度升高而增加,直至98mmol/L又开始下降,但仍稍高于对照1·06%。根干重下降明显的是NaNO3处理区;其次是KNO3和Ca(NO3)2处理区,下降幅度分别为36·25%,14·48%和9·82%。在3种NO-3-N肥中,高浓度对根干重的影响同样是钠盐钾盐钙盐。NaCl处理有助于黄瓜幼苗干重的增加。
2·1·2 对黄瓜幼苗株高和茎粗的影响
黄瓜幼苗的株高和茎粗随阴离子浓度的增加,各处理均呈下降趋势,对株高的影响是NaNO3和KNO3处理明显大于NaCl和Ca(NO3)2处理。而对茎粗的影响则是KNO3处理和NaCl处理比较接近。在相同的NO-3阴离子条件下,黄瓜幼苗的株高在NaNO3处理区下降最快,其次是KNO3处理区。Ca(NO3)2处理区下降较慢。而在相同的Na+离子条件下,NaNO3处理分别使株高和茎粗降低,为对照的56·92%和17·72%;NaCl处理也分别降低,但只为对照的45·98%和11·66%,可见,NaNO3处理对株高和茎粗的影响远大于NaCl处理。
2·2 对黄瓜幼苗叶片保护酶系活性的影响
黄瓜幼苗叶片中SOD活性均随阴离子浓度的升高而升高。其中NaNO3处理区SOD活性最高,KNO3次之,Ca(NO3)2处理的SOD活性升幅最小,分别高出对照的3·75、3·61、2·44、和1·51倍。说明在阴离子均为NO-3时,对SOD活性的影响为钠盐钾盐钙盐。在低浓度范围内,POD活性均随处理浓度的升高而增大,且NaNO3处理区升幅最大,为12·6%; KNO3次之,Ca(NO3)2处理升幅仅为4·5%;当NO-3浓度达到140 mmol/L时,随着胁迫强度增加,NaNO3和KNO3处理的黄瓜幼苗的POD活性下降,但Ca(NO3)2处理的POD活性继续升高。说明Ca2+可能对盐胁迫有一定的缓解作用。Ca(NO3)2和NaCl处理使幼苗叶片CAT活性升高,而KNO3和NaNO3处理使CAT活性先升高,在处理浓度超过98 mmol/L活性降低。而同为钠盐,对SOD活性的影响则是NaNO3NaCl。
总之,从各处理保护酶活性的变化可以看出,在相同的阴离子处理水平上 ,NaNO3处理对保护酶系活性影响最大,对黄瓜幼苗生长的胁迫也最大,KNO3处理次之,Ca(NO3)2处理较小。而同为钠盐对保护酶系活性的影响为NaNO3 NaCl。
2·3 对黄瓜幼苗叶片质膜过氧化水平和细胞质膜透性的影响
黄瓜幼苗叶片中丙二醛(MDA)含量均随阴离子浓度的升高而增加,在阴离子浓度达到182 mmol/L时,Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl等4种盐处理的黄瓜幼苗叶片MDA含量依次增加为对照的24·4%、38·7%、46·9%和25·7%,说明不同盐处理均加剧了膜质过氧化水平。黄瓜质膜透性也随着处理浓度的
升高而增大,增幅分别为26·84%、98·91%,115·01%和94·02%。NaNO3处理对黄瓜质膜透性的影响最大,KNO3次之,Ca(NO3)2处理影响最小,说明在3
种NO-3-N肥中,对质膜的破坏作用钠盐钾盐钙盐。
2·4 对黄瓜幼苗脯氨酸含量的影响
植株受盐胁迫时,细胞质会积累一些可溶性物质降低渗透势,提高植物的耐盐性。脯氨酸是一种重要的渗透调节物质和抗氧化物质。黄瓜幼苗脯氨酸含量随着阴离子浓度的升高,黄瓜幼苗叶片和根系中积累的脯氨酸含量均不同程度提高。其中NaNO3处理提高的幅度大且明显,分别提高16倍和69%, NaCl处理的次之,Ca(NO3)2处理的升高幅度最小,分别为99·77%和5·04%。在3种NO-3-N肥中,随NO-3浓度的增加,阳离子对黄瓜幼苗脯氨酸积累的影响为钠盐钾盐钙盐。根系中脯氨酸提高的幅度低于叶片,说明盐胁迫对叶片的影响程度大于根系。
3 讨论
各种离子胁迫对不同植物的毒害程度有所差异,不同种类离子对同一植物的毒害程度随离子浓度的改变而变化。盐胁迫不仅使植物整体生长变慢甚至死亡,还影响到质膜的组分、透性、运输、离子外渗等变化,导致细胞膜的正常功能受损,使细胞代谢和生理功能受到不同程度的破坏。
本试验研究表明,不同盐处理均对黄瓜幼苗植株的生长产生抑制。从3种NO-3-N盐比较看,在阴离子浓度等量的情况下,随着NO-3浓度的增加,对黄瓜幼苗生长的影响大小依次是钠盐钾盐钙盐。这可能是作物的生长对K+和Ca2+需求较多,只有在较高浓度时才产生毒害;本试验设计中为了确保阴离子等量,Ca(NO3)2处理中Ca2+的浓度较其他处理的阳离子少50%;在阴离子等量的条件下3种硝态氮肥对黄瓜幼苗生长的胁迫方式和机制有所不同。
盐对植物的毒害首先表现为对细胞膜的破坏作用,引起质膜过氧化,膜透性增加。MDA含量和相对电导率大小可反映质膜受伤害的程度。本试验结果表明,4种盐在阴离子浓度大于56 mmol/L的处理均导致过氧化产物MDA含量增加,质膜透性增大。在阴离子NO-3浓度相同的条件下,NaNO3处理对质膜的破坏程度最大,KNO3次之,Ca(NO3)2处理破坏程度最小,说明质膜结构破坏的另一个主要原因可能是由于Na+的过度积累影响了K+和Ca2+的吸收,从而影响质膜结构。
在植物遭遇逆境胁迫时,植物自身保护酶活性增加,以此来清除体内产生的大量自由基,维护膜系统的完整性,以减轻对植物的伤害。不同离子胁迫时,对膜起保护作用的酶类活性变化也不完全相同。本研究表明,一定浓度范围内,不同盐分胁迫均可诱导黄瓜幼苗叶片保护酶系活性,其中3种硝酸盐对SOD活性影响程度依次为钠盐钾盐钙盐,两种钠盐的影响程度依次为NaNO3NaCl。
而在低浓度范围内,对POD活性的影响与SOD活性变化相似,而当NO-3浓度继续升高时,对POD活性的影响则为NaClNaNO3。这可能是由于不同的阳离子对黄瓜保护酶的结构有所影响,进而影响其活性。
本试验中,随着阴离子浓度的升高,黄瓜叶片和根系脯氨酸含量增加,尤其是NaNO3处理的增幅较大。黄瓜通过积累有机小分子渗透剂脯氨酸来维持膨压,最大限度地满足自身渗透调节需要,以降低水势,有利于黄瓜继续吸水。由此说明与其他盐相比,NaNO3处理胁迫最严重。
以上结果表明,高浓度的4种盐均对黄瓜幼苗造成胁迫,但胁迫程度有差异。在NO-3浓度相同条件下,3种NO-3-N肥对黄瓜幼苗生长的影响为钠盐钾盐钙盐。可以认为,钠盐对植物的保护膜系具有一定的破坏作用;钾盐能促进蛋白质的合成;钙盐能减缓渗透胁迫下的质膜过氧化程度,对生物膜具有一定的保护作用,但钾盐和钙盐浓度过高也会对植物产生离子毒害。NO-3是营养元素,对生长有促进作用。
於丙军等人报道,氯是高等植物的必需元素,两种阴离子对植物的生长发育必不可少,但过多仍会造成毒害。从本试验结果看,同为钠盐,对黄瓜幼苗生长的影响是NaNO3NaCl,原因可能是:
1)NaNO3处理,浓度过高的阴离子NO-3与阳离子Na+共同胁迫作用,而NaCl处理,其阴离子是由营养液中所必需的NO-3离子和大部分Cl-离子组成,在阴离子浓度胁迫方面会有一定的缓解作用;
2)施用硝态氮肥使植物体内阳离子含量明显升高,笔者在最近的试验中发现,NaNO3处理中浓度过高的NO-3的大大促进阳离子Na+的吸收,从而使NaNO3处理的Na+毒害加重;
3)4种盐对黄瓜幼苗生长的胁迫方式和胁迫机制不同,此问题有待进一步研究
植物组织培养的综述怎样写??
我不懂植物组织培养,我写个我如果要着手的大概的框架。
题目:植物组织培养技术的研究现状
摘要:概括介绍植物组织培养的国内外研究现状,现阶段发展或者未来发展,意义。高度概括综述的内容,也就是你在综述里陈述了什么,目的是要说明什么,能起到什么作用。大概50字以上,不要多。
关键词:植物组织培养
现状(不超过4个)
正文:(包括前言、主体、总结)
前言:植物组织培养的概念,意义,现阶段发展或者存在的问题,引出你写作的目的
主体:可以横向描述植物组织培养技术的国内外现状,即分别有哪些技术,由谁研究的,具体手段,结果如何。对比中给出自己的意见。
也可以纵向按植物组织培养的研究发展时间去写。例如:第一发展阶段:主要研究人员,取得了什么成果。直到写到现在,可以提出未来发展方向更好。
总结:可以进行简要总结,包括存在的问题,发展的方向意义等,小文章也可以不写。
参考文献:一般15-30篇,要近3-5年的文献。不要太旧的。外文的一般占三分之一以上。
植物耐盐的生理基础表现在哪些方面①耐渗透胁迫 通过细胞的渗透调节以适应由盐渍而产生的水分逆境。植物耐盐的主要机理是盐分在细胞内的区域化分配,盐分在液泡中积累可降低其对功能细胞器的伤害。有的植物将吸收的盐分离子积累在液泡里。植物也可通过合成可溶性糖、甜菜碱、脯氨酸等渗透物质,来降低细胞渗透势和水势,从而防止细胞脱水。
②营养元素平衡 有些植物在盐渍时能增加K+的吸收,有的蓝绿藻能随Na+供应的增加而加大对N的吸收,它们在盐胁迫下能较好地保持营养元素的平衡。
③代谢稳定 在较高盐浓度中某些植物仍能保持酶活性的稳定,维持正常的代谢。抗盐的植物表现在高盐下往往抑制某些酶的活性,而活化另一些酶,特别是水解酶活性。
④与盐结合 通过代谢产物与盐类结合,减少离子对原生质的破坏作用,如抗盐植物中广泛存在的清蛋白,它可以提高亲水胶体对盐类凝固作用的抵抗力,避免原生质受电解质影响而凝固。
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