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盐胁迫下不同抗性砧木杂交F1代株系渗透调节物质分析探究

2018-09-20来源:中外葡萄与葡萄酒作者:付晴晴,谭雅中,翟衡,等
摘    要:为研究耐盐能力不同的葡萄砧木在盐胁迫下的渗透调节响应,以引进砧木中耐盐性较强的砧木1103P为标准参照,对左山一×SO4杂种砧木F1代的6个株系(A15、A17、A34、A35、A38、A48)和左山一×101-1杂种F1代2个株系(B24、B26)的盆栽一年生扦插苗进行100 mmol/L NaCl胁迫处理,21 d后测定叶片和根系的丙二醛含量以及植株相对含水量、叶片相对电导率、根系活力及可溶性糖、甜菜碱、脯氨酸。结果表明,A15、A17、A34和A35盐胁迫21 d后植株含水量降低幅度与对照没有显著差异,叶片相对电导率、叶片和根系MDA含量增加幅度较小,根系活力降低幅度较小,叶片和根系中渗透调节物质含量均升高,可溶性糖对渗透调节的贡献均达到了96%以上,但盐胁迫后甜菜碱及脯氨酸的增加量较多,分别比对照升高了43.72%和50.98%。各指标相关分析进一步说明耐盐能力强的砧木与保持较高有机渗透物质密切相关。

        西北干旱、半干旱地区是我国葡萄生产的重要产区,随着集约化栽培面积的扩大,盐渍化土壤造成的葡萄生理障碍问题越来越明显,这与该地区普遍采用的抗寒砧木品种贝达容易缺铁黄化有关。在国外常用的抗根瘤蚜砧木中,只有1103P具有较强的耐盐性,但其耐盐碱能力仍然低于西北地区的土壤盐碱水平,不能满足葡萄正常生产的需求。葡萄砧木育种的首要目标是抗根瘤蚜,第二位的目标是栽培技术难以克服的逆境因素,如抗盐碱,培育耐盐性强的抗根瘤蚜砧木是我国葡萄砧木育种的重大课题,但目前该领域的研究获突破还很少。本实验室前期利用左山一为母本分别与砧木SO4和101-1杂交出抗根瘤蚜砧木,并完成了这些砧木的耐盐性筛选,其中A34、A35、A15和A17株系的耐盐性较强,A38、A48和B24的耐盐性中等,1103P和B26耐盐性较弱。

        高盐环境中的渗透胁迫是植物遭受盐害的主要原因之一,植物生长的基质中盐浓度过高会对植物造成渗透胁迫,引起活性氧(ROS)代谢失调,进而引起丙二醛(MDA)的升高,破坏细胞膜系统的完整性;过低的基质水势使植物吸水困难,影响植株的正常生长和发育。长期的盐渍环境使植物形成了抵御渗透胁迫的有效机制,当植物遭受渗透胁迫时,通常体内会主动合成有机小分子物质等来提高细胞液的浓度、降低渗透势,进而维持植物对外界水分的吸收,减少或避免渗透胁迫对植物造成的伤害,植物这种主动通过渗透调节而适应胁迫环境的行为被称为渗透调节作用。渗透胁迫作用是植物应对渗透胁迫环境最主要的方式和途径。本研究旨在探讨抗盐能力不同的砧木在盐胁迫下的渗透调节物质的响应,揭示杂交砧木的耐盐机理。

        1  材料与方法

        1.1  试验材料与设计

        试验于2016年6~7月在山东农业大学南校区葡萄园避雨棚内进行,试验材料为左山一×SO4杂种F1代的6个株系(A15、A17、A34、A35、A38和A48);左山一×101-1杂种F1代的2个株系(B24、B26),以引进砧木中耐盐性较强的1103P品种为标准参照。试材种植于园土、沙、基质比例2:1:1的花盆(直径17 cm、高25 cm)中,每盆一株,待长至8~10片完全展开叶时,选用长势一致的苗子进行100 mmol/L NaCl处理,各株系以浇清水为对照,每隔3 d于下午5:00~6:00进行浇灌,每盆浇1000 mL,浇至从盆底外流。在第21天取样,完整取出各处理植株,用去离子水冲洗3遍,并用滤纸擦拭干净称重,将各植株根、茎和叶分开,取部分鲜样进行叶片电导率、叶片和根系MDA含量和根系活力测定。剩余样品装入信封,105 ℃杀青20 min,然后80 ℃下烘至恒重,用磨样机磨碎备用,每个处理3株。

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