藜麦生长初期对盐碱胁迫的生理响应

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1、学校代码：10200研究生学号：2015102169分类号：Q94密级：无硕士学位论文藜麦生长初期对盐碱胁迫的生理响应ThePhysiologicalResponseofChenopodiumquinoaWilld.toSalineAlkalineStressintheEarlyStageofGrowth作者：邱璐指导教师：颜宏副教授一级学科：生物学二级学科：植物学研究方向：植物生理学学位类型：学历硕士东北师范大学学位评定委员会2018年6月摘要土壤盐碱化是抑制植物生长、降低农作物产量和品质的最主要因素之一。目前，种植盐生植物是改良并利用盐碱土壤的一种有效措施。藜麦（Chenopod

2、iumquinoaWilld.）作为一种耐盐碱作物，可在盐碱环境下推广种植。虽然目前存在很多关于藜麦耐盐机制的研究，但大都集中于营养生长阶段，而藜麦生长初期对盐碱胁迫的响应尚未得到广泛研究。基于此，本论文通过分析不同浓度盐碱胁迫对生长初期藜麦的萌发及幼苗生理代谢参数的影响，进而阐明其萌发阶段的耐盐碱情况，以期为藜麦在盐碱环境下种植提供一定的理论依据。本研究对藜麦进行三种不同盐分处理，分别在中性盐NaCl（0、50、100、200、300mM）、碱性盐NaHCO3（0、50、100、150、200mM）以及混合盐（NaCl：NaHCO3=1:1）（0、50、100、150、200mM）

3、下培养藜麦种子。实验包括种子萌发阶段和幼苗生长阶段。在第一阶段，通过测定发芽率、50%萌发率时间、发芽指数、幼苗长度以及幼苗活力指数五个指标，分析种子萌发阶段藜麦对盐碱胁迫的响应；第二阶段，通过分析渗透调节物质（阳离子、阴离子、有机酸、脯氨酸）、可溶性糖以及抗氧化能力（SOD、CAT、POD、MDA）等生理指标，分析幼苗生长阶段藜麦对盐碱胁迫的响应。实验结果及结论如下：种子萌发阶段：低浓度盐碱胁迫会显著延迟藜麦种子的萌发，高浓度NaCl胁迫则明显抑制藜麦种子的萌发，在高浓度NaCl胁迫下，藜麦可以保持一种非萌动状态，以避免高浓度盐离子的危害，在高浓度NaHCO3及混合盐胁迫下，藜麦种

4、子虽然可以萌发，但萌发后的幼苗活力显著降低，在一定程度上严重影响了藜麦幼苗的生长。幼苗生长阶段：NaCl胁迫处理下，藜麦幼苗可以大量积累Na+、Cl-，以维持细胞内的渗透平衡；NaHCO+和有机酸（草酸、柠3胁迫处理下，藜麦幼苗主要依靠积累Na檬酸、苹果酸）以维持细胞渗透势及pH稳定；混合盐胁迫下，藜麦幼苗则同时积累Na+、Cl-以及有机酸（草酸、柠檬酸、苹果酸），并在三者协同作用下，进而缓解盐碱胁迫造成的危害。在藜麦生长初期的耐盐碱过程中，脯氨酸的作用不大，主要原因可能是合成有机渗透调节物质的能量消耗较大。在生长初期，低浓度盐碱胁迫对藜麦幼苗中碳水化合物代谢的影响较小，其水解产物（

5、可溶性糖）不仅可以参与渗透调节，还可以为细胞代谢提供能量；而高浓度盐碱胁迫则抑制了藜麦幼苗中碳水化合物的代谢，水解产物（可溶性糖）对藜麦种子萌发及幼苗的渗透调节等作用不明显。NaCl胁迫下，藜麦幼苗中SOD、CAT活性增加，二者共同作用，提高了藜麦幼苗的耐盐性；混合盐胁迫下，SOD、CAT活性维持不变，在一定程度上降低了盐碱胁迫的危害；而NaHCO3胁迫显著降低了抗氧化酶活性，引起细胞内ROS大量积累，导致了较为严重的氧化胁迫。综上所述，当种子萌发时，在NaCl胁迫下，藜麦可以通过延迟萌发、保持非萌动I状态避免盐胁迫的危害；NaHCO3和混合盐胁迫对藜麦最终萌发率的影响较小，但会严重

6、破坏藜麦幼苗的活力。种子萌发后，在NaHCO+和有机酸3胁迫下，藜麦主要依靠Na的积累以抵抗盐碱胁迫，此时藜麦幼苗的损伤程度最大；在混合盐胁迫下的藜麦幼苗可通过渗透调节、积累有机酸、同时保持抗氧化酶活性以缓解盐碱胁迫，此时藜麦幼苗的损伤程度较小；而在NaCl胁迫下，藜麦可通过渗透调节、提高抗氧化酶活性以保证幼苗的正常发育，此时藜麦幼苗的损伤程度最小。关键词：盐碱胁迫；藜麦；萌发；渗透调节；抗氧化酶活性IIAbstractSoilalkalizationisoneofthemostimportantfactorsthatinhibitplantgrowthandreducecropyi

7、eldandquality.Atpresent,plantingofhalophytesisaneffectivemeasuretoimprovingandutilizingsaline-alkalisoil.Asoneofthesalttolerantcrop,quinoa(ChenopodiumquinoaWilld.)canbepromotedinsalineandalkalineenvironments.Thoughthereweremanystu