本研究以耐鹽型水稻種質(zhì)‘FL478’、‘JX99’、‘Pokkali’和鹽敏感型‘IR29’為材料,設(shè)置6個土壤含鹽量(0 g·kg~(-1)、1 g·kg~(-1)、2 g·kg~(-1)、3 g·kg~(-1)、4 g·kg~(-1)、5 g·kg~(-1)),在防雨大棚下進(jìn)行盆栽試驗,從4種基因型水稻的生長發(fā)育效應(yīng)、糖代謝積累調(diào)節(jié)、生理生化響應(yīng)、K~+、Na~+離子吸收與分配以及光合生理特性方面進(jìn)行測試分析,探究鹽脅迫下4個基因型水稻的耐受機(jī)制,揭示鹽脅迫下耐鹽型水稻耐鹽生理效應(yīng),進(jìn)一步明確水稻的耐鹽機(jī)理,為水稻耐鹽基因的發(fā)掘和耐鹽新品種的選育提供理論依據(jù)。通過測定,研究結(jié)論如下:生長發(fā)育方面:鹽脅迫抑制水稻的生長發(fā)育,表現(xiàn)為株高變矮,生物量顯著降低,分蘗數(shù)減少,葉面積較小,葉片枯萎等,其抑制作用隨土壤含鹽量的增加而增強(qiáng)。糖代謝調(diào)節(jié)方面:1)低鹽脅迫可激發(fā)SPS與SS活性增強(qiáng),分別促進(jìn)蔗糖、可溶性糖的積累,緩解細(xì)胞滲透壓力,維持正常生命活動,提高植株的抗逆性,而高鹽脅迫下SS、SPS活性降低,葉片中蔗糖合成與積累降低,表現(xiàn)為植株生長發(fā)育受抑制作用更明顯。2)鹽脅迫下鹽敏感型‘IR29’植株積累的蔗糖和可溶性糖較耐鹽種質(zhì)‘JX99’、‘Pokkali’的多,但其植株生長發(fā)育受到的抑制作用更為明顯,推論可能由于‘IR29’植株合成積累的蔗糖和可溶性糖大量用于緩解細(xì)胞滲透壓參與抗逆生理恢復(fù),而供給植株生長發(fā)育糖份不足,造成生長發(fā)育受到抑制。生理生化響應(yīng)機(jī)制方面:1)鹽脅迫抑制了耐鹽型水稻葉綠素的合成與積累,但其葉綠素含量顯著高于鹽敏感型。2)鹽脅迫增加,耐鹽型水稻丙二醛積累量顯著低于鹽敏感型,且細(xì)胞膜透性顯著低于鹽敏感型,反映耐鹽型水稻葉片細(xì)胞膜損傷較小。3)鹽脅迫下4個水稻的葉片和葉鞘的相對含水量均降低,而葉片和葉鞘水分臨界飽和虧均呈上升趨勢,其中鹽敏感型‘IR29’的臨界飽和虧的增幅較大,耐鹽型種質(zhì)相對含水量降幅小。4)鹽脅迫下4個水稻葉片的脯氨酸含量、P5CS、δ-OAT和SOD活性隨鹽脅迫濃度增加均逐漸增加,耐鹽型和鹽敏感型水稻分別在3 g·kg~(-1)、2 g·kg~(-1)的土壤含鹽量達(dá)到峰值,而耐鹽型水稻植株的脯氨酸含量、P5CS、δ-OAT和SOD活性顯著高于鹽敏感型。5)鹽脅迫下耐鹽水稻可溶性糖、脯氨酸和P5CS間呈極顯著正的簡單相關(guān)和偏相關(guān)性,表明耐鹽型水稻通過合成可溶性糖、游離脯氨酸緩以及抗逆酶調(diào)節(jié)來解滲透脅迫,表現(xiàn)出生理性耐鹽。6)鹽脅迫下,植株脯氨酸合成酶P5CS和δ-OAT均被激活,脯氨酸合成的兩個途徑(Glu→Pro和Orn→Pro)同時增強(qiáng)合成積累脯氨酸,促使植株游離脯氨酸的快速積累,表現(xiàn)較強(qiáng)的耐鹽性。7)應(yīng)用模糊隸屬函數(shù)法對水稻的耐鹽性進(jìn)行綜合評價,耐鹽性大小排序:‘JX99’‘Pokkali’‘FL478’‘IR29’。K~+、Na~+離子吸收及積累規(guī)律方面:1)4個基因型水稻植株不同器官Na~+,K~+的積累對鹽脅迫的響應(yīng)存在差異:低鹽脅迫(0~3 g·kg~(-1))促進(jìn)水稻植株各器官積累較多K~+,其中葉片葉鞘根,這與Na~+在各器官的積累效應(yīng)相反;高鹽脅迫(4~5 g·kg~(-1)),水稻植株各器官積累較多Na~+,其中根葉鞘葉片,造成各器官中Na~+/K~+失衡,植株耐鹽性降低,受鹽害程度加深。2)葉鞘是水稻植株關(guān)鍵的Na~+-K~+調(diào)庫,通過吸收和分配Na~+來調(diào)節(jié)根、葉、葉鞘Na~+/K~+平衡以提高水稻耐鹽性,鹽脅迫下耐鹽型水稻葉片和葉鞘的選擇運(yùn)輸系數(shù)S_K~+、~+_(Na)和葉鞘及根的S_K~+、~+_(Na)顯著大于鹽敏感型,耐鹽型的葉鞘向葉片主動運(yùn)輸K~+同時分配K~+至根系,根系限Na~+能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鹽敏感型,通過增加葉片和根系的K~+含量,限制Na~+對葉片的分配,提高葉片和根系K~+/Na~+,緩解滲透脅迫,提高耐鹽性,而鹽敏感水稻根系和葉片Na~+積累量較高,保持較高的Na~+/K~+,葉片和根系的細(xì)胞膜透性較大,受鹽害明顯。光合生理調(diào)控機(jī)制方面:1)1~4 g·kg~(-1)的土壤鹽處理間,鹽敏感型的凈光合速率相對均值顯著高于耐鹽水稻,通過合成并積累大量的可溶性糖以緩解滲透脅迫,降低鹽害;1~3 g·kg~(-1)的土壤鹽處理,胞間~(12)CO_2濃度較高,滿足水稻的光合生理需求,4~5 g·kg~(-1)的土壤鹽處理迫使水稻氣孔關(guān)閉,Ci/Ca值較低,胞間~(12)CO_2濃度降低,耐鹽水稻AMC顯著高于鹽敏感水稻,保持相對較高的RuBPCase活性,提高了~(13)CO2利用率,而耐鹽水稻RuBPCase活性較高,大量的~(13)CO2被耐鹽水稻RuBPCase羧化,但只能滿足短時期的生命活動需求,維持短暫的生命活動。2)1~3 g·kg~(-1)鹽處理,耐鹽型蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度顯著低于鹽敏感型水稻,耐鹽型氣孔阻力增大,水氣蒸騰降低,葉片蒸汽壓虧缺值較高且相對穩(wěn)定,保水能力增強(qiáng),維持根系向地上部分營養(yǎng)物質(zhì)和水分正常供應(yīng),但鹽敏感水稻‘IR29’葉片蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度增幅顯著,蒸騰拉力造成鹽敏感水稻葉片水分過度流失,滲透脅迫加劇;4~5 g·kg~(-1)鹽脅迫下,耐鹽水稻的葉片蒸騰速率顯著低于鹽敏感水稻,但水分利用效率和氣孔限制值明顯升高,種間差異不顯著,卻顯著高于鹽敏感型,耐鹽型通過降低氣孔導(dǎo)度,降低蒸騰速率,以減少水分流失,從而使水稻葉片保持較高的水勢,提高了葉片水分利用效率,適應(yīng)鹽脅迫。
【學(xué)位單位】：廣東海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S511
【部分圖文】：

3.1 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻生長的影響3.1.1 鹽脅迫下不同耐鹽性水稻的生長狀況從圖1可見，土壤含鹽量大于4 g·kg 1NaCl脅迫時，4個水稻種質(zhì)的外觀特性受鹽害影響較明顯，具體表現(xiàn)：株高均明顯變矮，葉面積變小，分蘗均較少，心葉卷曲，葉片發(fā)黃，葉緣枯萎，其中以IR29受鹽害最嚴(yán)重，F(xiàn)L478受害也較明顯，而Pokkali和JX99受鹽害較輕。圖 1 鹽脅迫下不同耐鹽性水稻的生長狀況Fig. 1 The growth status of different salt-tolerant rice to salinity stress3.1.2 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻種質(zhì)株高的影響從圖2可以看出，隨著土壤含鹽量的增加，4個水稻種質(zhì)的株高均呈下降趨勢

Fig. 1 The growth status of different salt-tolerant rice to salinity stress3.1.2 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻種質(zhì)株高的影響從圖2可以看出，隨著土壤含鹽量的增加，4個水稻種質(zhì)的株高均呈下降趨勢，然而在整個鹽脅迫水平上，4個水稻種質(zhì)的株高對鹽脅迫的響應(yīng)有所差異。同一脅迫水平，株高在4個種質(zhì)間均呈現(xiàn)極顯著差異，其中Pokklai的株高差異性較顯著，Pokkali的株高于JX99和FL478，而IR29較矮。表明了鹽脅迫影響了水稻植株的株高

(Duncan method, P < 0.05).3.1.3 鹽脅迫對不同耐鹽性水稻種質(zhì)生物量的影響從圖3可以看出，隨著土壤含鹽量的增加，3個耐鹽水稻種質(zhì)地上部分生物量均呈下降趨勢，但鹽敏感種質(zhì)呈先升高后降低的趨勢。在整個鹽脅迫水平上，4個水稻種質(zhì)的上部分生物量對鹽脅迫的響應(yīng)存在差異。土壤含鹽量在2~5 g·kg 1處理間，鹽敏感種質(zhì)IR29和耐鹽種質(zhì)Pokkali的地上部分生物量逐漸降低，且差異達(dá)顯著水平（P 0.05），而耐鹽種質(zhì)JX99、FL478的地上部分生物量差異不顯著。土壤含鹽量在0~1 g·kg 1處理下；3個耐鹽種質(zhì)的地上部分生物量顯著高于其他3個水稻種質(zhì)，土壤含鹽量2~4 g·kg 1處理下耐鹽水稻Pokkali的地上部分生物量高于IR29、FL478、JX99，但鹽敏感水稻IR29與耐鹽水稻FL478、JX99間的地上部分生物量差異不顯著。表明了鹽脅迫抑制了水稻植株的生物量的積累
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本文編號：2892935