滕奉魁朱崴唐占兵牛同旭韓梅蘭璞

(1.國家粳稻工程技術(shù)研究中心，天津 300000；2.天津天隆科技股份有限公司，天津 300000； 3.天津市西青區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務中心，天津 300000；4.天津市農(nóng)業(yè)科學院，天津 300000)

世界上50%以上的人口以大米為食，水稻作為世界上主要的糧食作物，種植面積廣泛，占到糧食作物總面積的30%以上[1]。鹽堿地是我國一類重要的土地資源，但其特殊的土壤理化性質(zhì)，嚴重制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。鹽堿脅迫對植物生長發(fā)育的影響非常復雜，不僅與其本身的遺傳背景有關，還包括生理、代謝和細胞結(jié)構(gòu)等多方面的因素[2,3]。水稻對鹽堿脅迫非常敏感，已經(jīng)被列為對鹽堿最敏感的谷物。為了有效提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)，如何高效地利用鹽堿地資源，培育耐鹽堿水稻新品種就成為了近些年國內(nèi)外學者研究的重點[4-8]。

本研究利用NaHCO3溶液對水稻幼苗期進行脅迫處理，探索鹽堿脅迫下幾個品種間耐鹽堿性差異,以期為耐鹽堿品種的改良提供材料，為鹽堿地水稻生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

試驗材料以本單位7個品種為主要研究對象，分別為TL1～TL7。選取顆粒飽滿的種子，用3%的次氯酸鈉溶液消毒30min，用清水清洗3次，室溫條件下浸種24h；將處理完的種子播種于裝有相同基質(zhì)土的育苗盤中育苗，待幼苗長至3葉1心時，選擇健康且生長一致的幼苗移入含有不同濃度NaHCO3營養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中(共設置8個濃度，分別為0、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、1.5%，編號為A0～A7，A0為對照)，每個瓶中5棵苗，設置3次重復，于溫度28℃、1000lx光照12h條件下培養(yǎng)。進行到第3天和第5天時，對A0～A6不同處理生長狀況進行拍照并在第3天時對A0和A7進行生理指標的測定。

1.2 試驗指標測定

檢測指標包括表型比較、相對含水量、電解質(zhì)滲透率以及葉綠素(包括葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素)含量的測定。試驗方法及步驟參照李合生的方法[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 表型差異

脅迫處理0d、3d和5d時，分別對各個品種進行拍照。從圖1可以看出，試驗處理前各個品種生長狀況良好，基本保持一致。試驗進行到第3天時，除TL1與TL2在各個處理中未出現(xiàn)明顯的萎蔫外，其余各個品種都表現(xiàn)出了不同程度的輕度萎蔫。試驗進行到第5天時，TL1在A4～A6處理中出現(xiàn)了不同程度的萎蔫，A5處理與A6處理萎蔫程度較重；TL2在A4～A6處理中出現(xiàn)了不同程度的萎蔫，但受害程度較輕；TL3在A5處理與A6處理中出現(xiàn)了較為嚴重的萎蔫，A1～A3也出現(xiàn)輕度的萎蔫；TL4在A2～A6處理中出現(xiàn)了不同程度較為嚴重的萎蔫；TL5在A5處理與A6處理中出現(xiàn)了較為嚴重的萎蔫，A1～A4處理也出現(xiàn)輕度的萎蔫；TL6在A4～A6處理中出現(xiàn)了較為嚴重的萎蔫；TL7在所有不同處理中幾乎全部出現(xiàn)萎蔫，基本停滯生長。通過表型之間的差異可以看出，各個品種之間的耐鹽堿能力存在一定的差異。

圖1 不同處理下各個品種生長狀況比較

2.2 相對含水量差異

相對含水量用于評價不同樣本植株中含有的水分情況，在一定程度上能夠用來評價植物的持水能力。在相同處理條件下，相對含水量越高，植物持水能力越強，植物耐鹽堿能力就越強；反之，相對含水量越低，植物耐鹽堿能力就越弱。

本試驗中，處理前各樣本植株的葉片都具有較高的含水量，都在90%以上，并沒有表現(xiàn)出明顯的差異；NaHCO3處理3d后，各樣本之間表現(xiàn)出了明顯的差異，見圖2。從圖2可以看出，相對含水量從高到低依次為TL1、TL2、TL3、TL6、TL5、TL4、TL7。

圖2 不同品種相對含水量比較

2.3 電解質(zhì)滲透率差異

植物在正常的生長條件下，細胞膜具有一定的選擇透過性。但植物受到逆境脅迫時，細胞膜遭到破壞，膜透性增加，導致細胞內(nèi)電解質(zhì)大量流出。因此，通過測定植物細胞的電解質(zhì)滲透率能夠有效地反映植物細胞的受損害程度，進而反映出植物細胞膜的穩(wěn)定性[11-13]。

本試驗中，各樣本在處理前電解質(zhì)滲透率都較低且未表現(xiàn)出明顯差異。NaHCO3處理3d后各樣本表現(xiàn)出顯著差異，電解質(zhì)滲透率由低到高的順序為TL1、TL2、TL6、TL3、TL5、TL7、TL4。

圖3 不同品種電解質(zhì)滲透率比較

2.4 葉綠素含量差異

葉綠素是植物進行光合作用必不可少的物質(zhì)。當植物受到脅迫時會影響葉綠素等色素的合成，從而影響植物的光合作用，致使植物無法正常生長。葉綠素含量減少越多，說明植物耐鹽堿能力越弱；反之，葉綠素含量減少越少，說明植物耐鹽堿能力越強[3,15-19]。

由于各品種之間本身色素含量就存在一定的差異，因此本試驗中通過對同一品種處理前與處理后色素的含量進行了比較(A為處理前，B為處理3d后)，從結(jié)果可以看出，各個品種在處理后，3種色素的含量都表現(xiàn)出不同程度的下降，下降幅度由小到大的順序為TL2、TL1、TL3、TL5、TL6、TL7、TL4。

圖4 不同品種間葉綠素含量比較

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同品種水稻幼苗在不同濃度NaHCO3溶液處理下的生長受到了不同程度的抑制。由于品種間差異，地上部分的萎蔫程度也表現(xiàn)出了明顯的差異。相對含水量是衡量植物細胞水分含量的指標，同時也是衡量細胞水勢的指標。在正常生長條件下，植物本身含水量較高，而當植物受到脅迫時，原有的水分平衡就會受到破壞，從而造成自身水分的喪失。植物的器官或組織在受到逆境脅迫時會引起細胞膜的過氧化反應，從而破壞細胞膜原有的結(jié)構(gòu)造成細胞內(nèi)源物質(zhì)外流。光合作用是構(gòu)成植物生產(chǎn)力的最主要因素，葉綠素是光合作用的細胞器，其含量高低與光合作用密切相關，當植物處于鹽脅迫下，各種生理代謝都受到影響，直接或間接影響葉綠素的合成與分解，導致植物光合速率降低，進而影響生長。

本研究中，TL1和TL2在鹽堿脅迫條件下表現(xiàn)優(yōu)異，相對含水量差異最小，幾乎沒有受到影響；雖然離子滲透率和葉綠素含量變化較為顯著，但相較于其它幾個品種都具有明顯的優(yōu)勢，表現(xiàn)出極為突出的耐鹽堿性，可作為耐鹽堿資源進行利用。而TL4與TL7無論是在表型還是各項生理指標檢測中均表現(xiàn)較差，表明其并不具備較強的耐鹽堿性，因此在后期育種使用過程中，可根據(jù)實際需要進行改良或淘汰。