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        Ca2+對NaCl中度脅迫下玉米試管苗生化指標(biāo)的影響

        2015-08-01 00:11:49解明
        新疆農(nóng)業(yè)科技 2015年3期
        關(guān)鍵詞:試管中度生化

        解明

        沙灣縣柳毛灣鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站 新疆塔城 832100

        Ca2+對NaCl中度脅迫下玉米試管苗生化指標(biāo)的影響

        解明

        沙灣縣柳毛灣鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站 新疆塔城 832100

        通過研究Ca2+(0~40 mmol/L CaCl2)對NaCl中度脅迫下玉米試管苗生長、生化指標(biāo)的影響,分析Ca2+對玉米試管苗在中度鹽脅迫下的作用。結(jié)果表明,當(dāng)加入100 mmol/L的NaCl溶液時(shí)玉米試管苗生長明顯受到抑制,CaCl2處理后,鹽脅迫下玉米試管苗的生長抑制得到部分緩解,SOD活性、POD酶活性、CAT酶活性明顯升高。說明外源Ca2+有助于緩解玉米試管苗的鹽傷害,其中以30 mmol/L CaCl2的緩解效果最好。

        玉米試管苗;鹽脅迫;生化指標(biāo)

        土壤鹽堿化是目前制約新疆農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素之一[1],在土壤鹽堿化地區(qū),如何提高農(nóng)作物的耐鹽性是許多學(xué)者研究的重點(diǎn),也是新疆提高農(nóng)作物產(chǎn)量的途徑之一。鈣作為一種重要的細(xì)胞保護(hù)膜,可以減輕鹽脅迫對植物造成的傷害,維持細(xì)胞膜的正常狀態(tài),促進(jìn)根細(xì)胞質(zhì)膜K+通道開放和根對K+的吸收,增強(qiáng)根對K+和Na+的選擇性吸收[2]。因此,本研究對玉米試管苗在中度鹽脅迫下的生長情況和生化指標(biāo)進(jìn)行觀察和測定,并測定不同濃度Ca2+對NaCl中度脅迫下玉米試管苗的生化指標(biāo),為玉米抗鹽品種的培育提供理論參考依據(jù)。

        1 試驗(yàn)材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)所用材料來自石河子大學(xué)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)莖尖脫毒獲得的部分無毒玉米 (新玉13號(hào))試管苗。

        1.2 試驗(yàn)方法

        本試驗(yàn)以基本培養(yǎng)基(7.2 g/L瓊脂,30 g/L蔗糖,pH值5.8,大口罐頭培養(yǎng)瓶中分別倒入30 mL培養(yǎng)基,高壓滅菌)、基本培養(yǎng)基+100 mmol/LNaCl溶液為對照組,中性鹽基為100 mmol/LNaCl溶液,鈣處理濃度設(shè)置 5 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L 共 5個(gè)處理, 各處理分別為中性鹽基+不同濃度的CaCl2溶液。將生長整齊一致的玉米試管苗切割成單節(jié)莖段扦插在培養(yǎng)基上,每處理6瓶,每瓶接種20個(gè)莖段,培養(yǎng)室溫度控制在25±2℃,光強(qiáng)2 000 Lx,光照時(shí)間16 h/d。接種后30 d觀察玉米試管苗的生長情況,并測定生化等相關(guān)指標(biāo)。

        1.3 指標(biāo)測定

        超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法[3];過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性采用王學(xué)奎[4]測定方法。每處理3次重復(fù)。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        數(shù)據(jù)采用SPSS17.0軟件包分析方差,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差,檢驗(yàn)差異顯著性,并采用Excel制圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同濃度鈣對中度NaCl脅迫下玉米試管苗生長的影響

        接種30 d后觀察玉米試管苗的生長情況發(fā)現(xiàn),在100 mmol/L的NaCl溶液脅迫下的玉米試管苗與基本培養(yǎng)基相比,生長明顯受到抑制,但當(dāng)加入CaCl2溶液后,抑制有所減緩,隨著Ca2+的升高,抑制逐漸減緩,并與基本培養(yǎng)基相比,玉米試管苗生長健壯,說明加入一定濃度的CaCl2溶液有利于培養(yǎng)壯苗,提高抗逆性。

        2.2 不同濃度鈣對中度NaCl脅迫下玉米試管苗生化指標(biāo)的影響

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        由表1可知,在100 mmol/L的NaCl處理下(CK2),SOD活性、POD酶活性和 CAT酶活性最低,與基本培養(yǎng)基(CK1)相比,差異顯著,說明中度鹽脅迫抑制了玉米試管苗的生長。5個(gè)處理與對照相比,隨著Ca2+濃度增加,抑制逐漸減弱,SOD活性逐漸升高,在處理4(鈣濃度為30 mmol/L)時(shí)達(dá)到最大,并高于CK1,隨之又降低;CAT酶活性處理1到處理5均高于CK1和CK2,在處理4(鈣濃度為30 mmol/L)時(shí)達(dá)到最大;POD酶活性處理1到處理5均高于 CK2,低于 CK1,在處理 4(鈣濃度為30 mmol/L)時(shí)達(dá)到最大。說明Ca2+對中度鹽脅迫下玉米試管苗有保護(hù)作用,有助于提高試管苗的抗性,并在濃度為30 mmol/L時(shí)效果最為顯著。

        3 結(jié)論與討論

        本研究針對不同濃度鈣對中度NaCl溶液脅迫下玉米試管苗生長和生化指標(biāo)情況進(jìn)行分析探討,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在基本培養(yǎng)基中加入100 mmol/L的NaCl溶液,玉米試管苗生長明顯受到抑制,當(dāng)加入CaCl2溶液后,抑制有所減緩,并隨著Ca2+濃度增加,玉米試管苗生長逐漸增強(qiáng),說明Ca2+可以降低鹽害,這一點(diǎn)與趙可夫等[5]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。

        SOD活性、POD酶活性、CAT酶活性等保護(hù)酶類在植物體內(nèi)協(xié)同作用,可以在一定程度上忍耐、減緩或抵御不良環(huán)境[1]。該試驗(yàn)結(jié)果表明,適量的Ca2+提高了中度鹽脅迫下玉米試管苗SOD、CAT、POD的活性,且30 mmol/LCa2+處理較其它處理更為有效地誘導(dǎo)了這三種保護(hù)酶活性的增強(qiáng),但隨著Ca2+濃度的繼續(xù)增大,SOD、CAT、POD的活性有所降低。

        Ca2+可以緩解鹽害的主要原因可能是當(dāng)外源Ca2+的進(jìn)入,使細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)結(jié)合的鈣增多,從而使膜所結(jié)合的離子Na+/Ca2+下降,使膜的結(jié)構(gòu)完整性、功能性得以保證,所以鈣具有穩(wěn)定蛋白質(zhì)的作用,進(jìn)而提高膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[6]。

        [1]陳華新,李衛(wèi)軍,安沙舟,等.鈣對NaCl脅迫下雜交酸模幼苗葉片光抑制的減輕作用[J].植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào),2003,29(5):449-450.

        [2]董發(fā)才,崔香環(huán),安國勇,等.Ca2+在茉莉酸甲酯誘導(dǎo)擬南芥氣孔關(guān)閉中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用[J].植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào),2002,28(6):457-462.

        [3]曾韶西,王以柔,劉鴻先.低溫光照下與黃瓜子葉葉綠素降低有關(guān)的酶促反應(yīng)[J].植物生理學(xué)報(bào),1991,17(2):177-182.

        [4]王學(xué)奎.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2006,167-173.

        [5]趙可夫,盧元芳.鈣對小麥幼苗降低鹽害效應(yīng)的研究[J].植物學(xué)報(bào),1993,35(1):51-56.

        [6]欒升,倪晉山.表面活性劑和鈣對大麥根質(zhì)膜透性的作用[J].植物生理學(xué)報(bào),1987,13(2):168-173.

        解明(1977年11月-),新疆沙灣人,本科學(xué)歷,農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

        2015-04-16

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