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        NaCl脅迫對3個玉米自交系萌動種子中Na+、K+、Ca2+含量的影響

        2020-11-02 03:00:05保杰
        鄉(xiāng)村科技 2020年25期
        關(guān)鍵詞:NaCl脅迫耐鹽性玉米

        保杰

        [摘 要] 研究不同玉米自交系在鹽脅迫下對離子含量的影響,對作物栽培具有一定的實(shí)踐意義。本試驗(yàn)研究不同濃度的NaCl脅迫條件下萌動種子中Na+、K+、Ca2+含量的變化,分析其與耐鹽性之間的關(guān)系,為玉米耐鹽的早期鑒定篩選提供最佳的脅迫處理參數(shù)。玉米耐鹽品種81162、8723和鹽敏感品種P138在濃度分別為0、60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L的NaCl溶液脅迫下生長,并測定萌發(fā)期種皮、胚、胚乳中的Na+、K+、Ca2+含量。隨著NaCl濃度的增加,萌動種子中Na+含量逐漸提高,K+和Ca2+含量逐漸降低。種皮Na+積累量高于胚和胚乳,反映種胚相對于種皮有較強(qiáng)的拒Na+的能力,而種皮有積累Na+的能力。81162和8723胚和種皮中的K+和Ca2+含量均高于P138。

        [關(guān)鍵詞] 玉米;耐鹽性;NaCl脅迫

        [中圖分類號] S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1674-7909(2020)25-93-2

        通過研究不同濃度的NaCl脅迫條件下萌動種子中Na+、K+、Ca2+的含量變化,分析其與鹽脅迫濃度之間的關(guān)系,為玉米耐鹽的早期鑒定篩選提供最佳的脅迫處理參數(shù),為建立玉米耐鹽性鑒定的評價體系提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)材料選擇經(jīng)耐鹽品種鑒定選出的耐鹽品種8723、81162和鹽敏感品種P138。

        1.2 試驗(yàn)方法

        將篩選出的耐鹽品種8723、81162和鹽敏感品種P138玉米種子經(jīng)0.1%HgCl2消毒15 min,用去離子水沖洗干凈并浸泡12 h。再將種子置于直徑15 cm的培養(yǎng)皿中,用不同濃度NaCl溶液淋濕,置于人工氣候室中25 ℃下培養(yǎng)。NaCl處理濃度分別為0、60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L,每個處理重復(fù)3次,每個處理用12粒種子。取部分萌動種子用60 mmol/L NaCl溶液沖洗干凈(以水沖洗會影響離子含量[1]),將種皮、胚、胚乳分離,置105 ℃烘箱中10 min,再于80 ℃下烘48 h。

        將已烘干的材料粉碎,60 ℃干燥6 h。精確稱取0.1 g粉末于聚四氟乙烯坩堝中,加少量去離子水潤濕,加濃HNO3 3 mL浸泡12 h,再加HClO4 0.5 mL和HF 0.5 mL,放入鋼制壓力容器內(nèi)擰緊上蓋,置于170 ℃烘箱加熱6 h,將消化罐取出放在80 ℃電熱板上趕酸至近干,再加HClO4 0.5 mL趕酸至近干,用0.3 mol/LHNO3定容至10 mL,密封于塑料瓶中[2]。采用等離子質(zhì)譜法測定Na+、K+、Ca2+含量。用SPSS分析數(shù)據(jù)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 萌動種子中Na+含量變化

        如表1所示,玉米萌動種子中Na+含量隨NaCl濃度的增加而增加,3個自交系表現(xiàn)相同上升趨勢。與對照相比,60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L濃度的NaCl溶液處理后,81162種子中Na+含量分別上升2.43、3.17、3.78、5.05倍和5.65倍,8723種子中Na+含量分別上升1.88、3.64、4.91、5.30倍和5.94倍,P138種子中Na+含量分別上升2.97、5.18、6.35、6.77倍和9.34倍。由此可見,萌發(fā)期耐鹽自交系81162和8723的Na+積累速度小于鹽敏感自交系P138。耐鹽自交系81162和8723中Na+含量小于鹽敏感自交系P138,反映耐鹽自交系81162和8723的拒Na+能力較強(qiáng),而鹽敏感自交系P138的拒Na+能力較弱,體內(nèi)聚集過多的Na+影響了種子萌發(fā)。在萌動種子中,3個部位Na+含量順序是種皮>胚>胚乳,反映胚相對于種皮有較強(qiáng)的拒Na+的能力,而種皮有積累Na+的能力。

        2.2 萌動種子中K+、Ca2+含量變化

        隨著NaCl濃度的增加,3個自交系萌動種子中K+和Ca2+含量均呈下降趨勢。與對照相比,60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L濃度的NaCl溶液處理后,81162種子中Ca2+含量分別下降31.43%、55.18%、63.94%、67.85%和71.76%,8723種子中Ca2+含量分別下降33.88%、45.70%、58.14%、63.86%和68.98%,P138種子中Ca2+含量分別下降36.47%、41.78%、55.01%、61.52%和69.34%;81162種子中K+含量分別下降4.50%、12.63%、17.89%、25.80%和34.46%,8723種子中K+含量分別下降9.26%、19.00%、21.42%、25.88%和36.84%,P138種子中K+含量分別下降21.15%、25.18%、27.03%、33.32%和44.31%。由此可見,萌動種子中K+和Ca2+的流失較多,尤其是Ca2+。但是,3個自交系中Ca2+流失差異不大,而K+離子在鹽敏感自交系P138中的降低幅度大于耐鹽自交系81162和8723。萌動種子中,3個部位Ca2+含量順序是種皮>胚>胚乳。除了胚乳中Ca2+含量在耐鹽自交系81162、8723及鹽敏感自交系P138之間沒有差異外,在胚和種皮中,耐鹽自交系81162和8723中Ca2+的積累量幾乎在每個濃度下都大于鹽敏感自交系P138。3個部位K+含量順序是胚>種皮>胚乳。除了胚乳中K+含量在耐鹽自交系81162、8723及鹽敏感自交系P138之間沒有差異外,在胚和種皮中,耐鹽自交系81162和8723中K+的積累量幾乎在每個濃度下都大于鹽敏感自交系P138。

        3 結(jié)論與討論

        隨著NaCl濃度的增加,萌動種子中3個部位Na+含量順序是種皮>胚>胚乳,反映出玉米種皮具有積累Na+能力,胚具有一定的拒Na+能力,表明種子在高鹽環(huán)境中將Na+運(yùn)輸?shù)椒N皮中以減少對胚的傷害,推測這是種子萌發(fā)期抵御逆境的機(jī)制。這與商學(xué)芳等得出的在萌動種子中胚中Na+含量較高、種皮中Na+含量較低的結(jié)果[3]不太一致。耐鹽自交系81162和8723中的Na+含量在每個濃度下都小于鹽敏感自交系P138,表明耐鹽自交系81162和8723的拒Na+能力較強(qiáng),而鹽敏感自交系P138的拒Na+能力較弱,因而體內(nèi)聚集過多的Na+;尤其是鹽敏感自交系P138體內(nèi)有過多的Na+流向胚部,從而對胚造成傷害,影響了種子萌發(fā)。

        綜上所述,本試驗(yàn)表明,NaCl脅迫下,3個不同耐鹽性自交系的種皮都可以積累Na+,而胚有一定拒Na+能力,81162和8723耐鹽自交系的積累和拒Na+能力優(yōu)于鹽敏感自交系P138;對于K+和Ca2+的流失,P138甚于81162和8723。因此,這些離子含量指標(biāo)可以作為鑒定耐鹽性品種的參考。但這些指標(biāo)因品種的不同而存在差異,還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

        參考文獻(xiàn)

        [1]湯華,柳曉磊,羅秋蕓.玉米耐鹽早期篩選體系的初步研究[J].海南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007(6):169-172.

        [2]劉志偉,黃冠華.氯化鈉不同濃度對夏玉米生長和吸氮的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2004(2):132-136.

        [3]商學(xué)芳,董樹亭,鄭世英,等.玉米種子萌發(fā)過程中Na+、K+和Ca2+含量變化與耐鹽性的關(guān)系[J].作物學(xué)報,2008(2):333-336.

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