耐鹽西瓜嫁接的耐鹽機(jī)理研究

耐鹽西瓜嫁接的耐鹽機(jī)理研究

近年來，隨著設(shè)施園藝的快速發(fā)展，反季節(jié)期間的西瓜保護(hù)面積不斷擴(kuò)大。但由于園藝設(shè)施季節(jié)性或常年覆蓋生產(chǎn),土壤長期得不到雨水的淋洗,使鹽分聚集,引起土壤次生鹽漬化,嚴(yán)重影響西瓜的生長和發(fā)育。隨著覆蓋年限增加,土壤次生鹽漬化程度加劇,西瓜逐年減產(chǎn),品質(zhì)下降。土壤次生鹽漬化已成為影響西瓜保護(hù)栽培的制約因素。為此本研究試圖篩選出耐鹽西瓜砧木,并進(jìn)一步探討其耐鹽機(jī)理,為設(shè)施西瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)創(chuàng)造必要條件。1材料和方法1.1耐鹽指數(shù)與野生西瓜的篩選試驗(yàn)材料為目前市場上可收集到的韓育瓠子瓜、三豐牌付子瓜等11種瓠瓜品種;早綠40西葫蘆、佳寶、碧玉等10個(gè)西葫蘆品種;黑皮冬瓜、粉皮大冬瓜等9個(gè)冬瓜品種;日本南瓜、黑子南瓜等8個(gè)南瓜品種和3個(gè)絲瓜品種。將經(jīng)過催芽的種子播于裝有蛭石、草炭(1∶2)的育苗盤中,待長至一葉一心時(shí)開始用NaCl處理,處理濃度每天遞增25mmol/L。統(tǒng)計(jì)各個(gè)品種的最高耐鹽濃度并進(jìn)行分類。結(jié)合生產(chǎn)篩選出適于在鹽漬化土壤中栽培的砧木品種,并選耐鹽級(jí)別不同的3個(gè)品種,分別統(tǒng)計(jì)NaCl在50、100、150、200mmol/L時(shí)的耐鹽指數(shù)與野生西瓜砧木作進(jìn)一步比較試驗(yàn)。每個(gè)品種種植100株,待長至兩葉一心時(shí)分別用0、30、60、90、120mmol/L的NaCl溶液處理,14d后隨機(jī)取樣,3次重復(fù),測定各項(xiàng)抗性指標(biāo),以驗(yàn)證品種的耐鹽性,并進(jìn)一步探討砧木的耐鹽機(jī)理。1.2質(zhì)膜相對(duì)透性測定鹽害指數(shù)鹽害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:0級(jí)未受害;1級(jí)1/3葉緣、葉尖受害;2級(jí)2/3葉緣、葉尖受害;3級(jí)全部葉緣、葉尖受害或1/3葉片枯落;4級(jí)2/3葉片枯落;5級(jí)葉片全部脫落。鹽害指數(shù)=[∑(代表級(jí)值×株數(shù))]/(最高級(jí)值×總株數(shù))×100%質(zhì)膜相對(duì)透性按李樹錦方法測定葉片的相對(duì)電導(dǎo)率,表示質(zhì)膜相對(duì)透性。游離脯氨酸含量用酸性茚三酮比色法測定。酶液提取及測定稱取0.5g真葉加4mL磷酸緩沖液(pH=7.8)冰浴研磨,于4000r/min低溫離心20min,上清液即酶提取液。MDA活性參照鄒琦方法測定,采用Health方法測定SOD活性,POD活性按照Omran的方法測定。2結(jié)果與分析2.1不同西瓜深度耐鹽試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著鹽濃度的逐漸增加,不同砧木的最高耐鹽濃度(即致死濃度)差異明顯,各品種的最高耐鹽濃度見表1。從表1可以看出,各瓜類品種耐鹽性差異較大,其中三豐牌付子瓜、線瓠子、砧木一號(hào)等可耐受300mmol/L,清風(fēng)瓠瓜等12個(gè)品種可耐鹽中等,韓育瓠子瓜耐鹽力較弱。根據(jù)篩選結(jié)果,結(jié)合生產(chǎn)上多用瓠瓜作西瓜砧木的實(shí)踐,選用耐鹽級(jí)別不同的3個(gè)瓠瓜品種三豐牌付子瓜、清風(fēng)瓠子、韓愈瓠子瓜與野生西瓜砧木作耐鹽機(jī)理的研究。通過不同濃度NaCl處理,統(tǒng)計(jì)各品種的鹽害指數(shù)(表2)。表2表明,在NaCll50mmol/L脅迫下,三豐牌付子瓜受鹽害最輕,鹽害指數(shù)僅為4%,而野生西瓜砧木受害最重,其鹽害指數(shù)高達(dá)20%。隨著NaCl濃度的不斷增加,4個(gè)品種的受害癥狀明顯加重,仍以野生西瓜砧木受害最重。說明三豐牌付子瓜為耐鹽性最強(qiáng)的西瓜砧木,生產(chǎn)上常用的野生西瓜砧木耐鹽性很差。2.2鹽脅迫對(duì)砧木幼苗生理生化特性的影響2.2.1不同品種對(duì)2.在鹽脅迫下細(xì)胞膜損傷與質(zhì)膜透性增加是鹽傷害的本質(zhì)之一。不同品種的相對(duì)電導(dǎo)率結(jié)果表明,耐鹽品種的細(xì)胞膜通常具有較高的穩(wěn)定性。砧木葉片細(xì)胞膜透性與品種的耐鹽性具有相關(guān)性,耐鹽品種在鹽處理和無鹽條件下相對(duì)電導(dǎo)率均低于不耐鹽品種。同時(shí),隨著鹽濃度的增加,砧木葉片電導(dǎo)率呈上升趨勢,其增加的幅度因品種耐鹽性不同而異,耐鹽品種B相對(duì)增幅較小,而不耐鹽品種A增幅較大,可達(dá)57.5%(圖1),這表明鹽脅迫下砧木葉片相對(duì)電導(dǎo)率即細(xì)胞膜透性的鹽穩(wěn)定性可以反映品種的耐鹽性。2.2.2鹽脅迫對(duì)脯氨酸含量的影響圖2表明,不同品種在鹽脅迫下葉片游離脯氨酸含量均增加,并且隨鹽脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加;在相同鹽脅迫條件下耐鹽品種的游離脯氨酸含量明顯高于鹽敏感品種。植物中游離脯氨酸含量一直是被受關(guān)注的抗逆性指標(biāo),它具有調(diào)節(jié)滲透及保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用。本研究結(jié)果表明,耐鹽品種B體內(nèi)的脯氨酸水平在無鹽和鹽脅迫處理下均高于不耐鹽品種,鹽脅迫可明顯促進(jìn)幼苗體內(nèi)脯氨酸的積累,其增幅也與品種的耐鹽性相關(guān)。因此鹽脅迫后耐鹽品種能夠保持細(xì)胞膜穩(wěn)定,可能與體內(nèi)的脯氨酸迅速積累有關(guān),幼苗體內(nèi)游離脯氨酸含量及鹽脅迫后脯氨酸的增量可以作為間接鑒定砧木耐鹽性的生化指標(biāo)。2.2.3鹽脅迫對(duì)鹽脅迫的影響砧木幼苗在正常的條件下MDA含量沒有明顯差異(圖3)。經(jīng)NaCl處理后,幼苗葉片MDA含量明顯增加,這說明鹽脅迫后鹽敏感品種的膜脂過氧化程度較大,膜傷害嚴(yán)重,表現(xiàn)出對(duì)鹽比較敏感;而耐鹽品種的膜脂過氧化程度較輕,對(duì)鹽脅迫有一定的耐受性。2.2.4耐鹽型抗鹽品種的篩選圖4顯示,在無鹽條件下各品種SOD活性差異不顯著,經(jīng)NaCl脅迫后,4個(gè)品種SOD活性均降低,并且耐鹽品種下降幅度小于鹽敏感品種,耐鹽品種在無鹽和鹽脅迫條件下SOD活性均高于鹽敏感品種,使得耐鹽品種在高鹽脅迫下減少對(duì)膜系統(tǒng)的傷害,保持一定的耐鹽性。2.2.5鹽敏感品種a砧木在正常生長條件下,POD活性差異不大(圖5)。NaCl處理后,POD活性顯著增加,耐鹽品種B增幅較大,鹽敏感品種A增幅相對(duì)較小。在無鹽及高鹽脅迫下,耐鹽品種POD活性均明顯高于鹽敏感品種,POD作為活性氧清除劑,其活性提高可以減輕活性氧對(duì)膜的傷害,POD活性相對(duì)增加量與西瓜砧木耐鹽性表現(xiàn)為正相關(guān)。3pacl脅迫對(duì)木本植物耐鹽性的影響本研究結(jié)果表明,瓠瓜品種三豐牌付子瓜是最適合保護(hù)地栽培的西瓜砧木,它具有較強(qiáng)的耐鹽性,能夠耐受連作多年的設(shè)施土壤而產(chǎn)量和品質(zhì)不下降。同時(shí),鹽脅迫下砧木細(xì)胞質(zhì)膜透性增強(qiáng),并且耐鹽性強(qiáng)的品種增幅明顯低于鹽敏感品種,耐鹽性強(qiáng)的瓠瓜品種膜脂過氧化程度明顯低于鹽敏感品種,MDA是膜脂過氧化分解產(chǎn)物,其含量高低在一定程度上可作為鑒定砧木耐鹽性強(qiáng)弱的生理指標(biāo)之一。鹽脅迫可引起植物體內(nèi)游離脯氨酸積累,積累機(jī)理是脯氨酸氧化受抑制和合成被促進(jìn),Buhl等將脯氨酸的前體14-C谷氨酸加入離體大麥葉片的試驗(yàn)表明:鹽脅迫環(huán)境下脯氨酸合成加強(qiáng),同時(shí)氧化作用下降。本試驗(yàn)中,耐鹽砧木脯氨酸增量顯著高于鹽敏感品種,可以認(rèn)為脯氨酸積累可以增強(qiáng)植物耐鹽性,可作為間接鑒定砧木耐鹽性的生化指標(biāo)。POD和SOD作為植物內(nèi)源的活性氧清除劑,屬保護(hù)酶系統(tǒng),逆境中維持較高的酶活性,才能有效地清除活性氧使之保持較低水平,從而減少其對(duì)膜結(jié)構(gòu)和功能的破壞。研究發(fā)現(xiàn),砧木幼苗在NaCl脅迫后POD活性增加,耐鹽品種的POD活性增加幅度大于鹽敏感品種。SOD活性在脅迫后降低,耐鹽品種的SOD活性降低幅度小于