【摘要】：鹽漬化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的主要非生物脅迫之一,在全球范圍內(nèi)廣泛存在。鹽漬化妨礙了植物的生長,導(dǎo)致產(chǎn)量下降。因此,誘導(dǎo)植物的耐鹽性是農(nóng)業(yè)研究重要目標之一。據(jù)報道,叢枝菌根和乙酰水楊酸可以誘導(dǎo)植物的耐鹽性,但番茄上類似的研究很少。本研究旨在探討叢枝菌根(AMF)侵染和外源施用乙酰水楊酸(ASA)對鹽脅迫處理下番茄產(chǎn)量的影響。1.ASA(54 mg?L-1)和AMF孢子懸浮液浸種預(yù)處理番茄種子后,分析番茄種子在鹽脅迫下的萌發(fā)情況。番茄種子在ASA和AMF孢子懸浮液中浸泡12 h后,播種于含有鹽脅迫溶液的基質(zhì)或18 cm的培養(yǎng)皿中,放置于條件均一的人工氣候箱內(nèi),黑暗條件下培養(yǎng)10d,溫度26-22°C,濕度80%。試驗結(jié)果表明:鹽脅迫延遲了番茄種子的萌發(fā),并降低了萌發(fā)率。而AMF和ASA處理則不同程度的緩解了鹽脅迫對種子萌發(fā)的抑制效應(yīng)。鹽脅迫處理10d后,與無鹽脅迫(空白對照)相比,鹽脅迫處理下種子發(fā)芽率降低了84%,而AMF和ASA處理則緩解了這種抑制效應(yīng):種子發(fā)芽率僅分別降低28%和54%。鹽脅迫與空白對照相比,植株鮮重降低了43.5%;而AMF和ASA處理則緩解了這種抑制效應(yīng):植株鮮重分別降低到0和13%。此外,AMF和ASA處理還減少了鹽脅迫對番茄植株地上部和地下部長度的抑制效應(yīng)。培養(yǎng)皿播種番茄種子試驗表明:10d鹽脅迫處理后,鹽脅迫處理與空白對照相比,種子發(fā)芽率顯著降低。同樣,AMF和ASA緩解了鹽脅迫對種子發(fā)芽的抑制效應(yīng)。單一的鹽脅迫處理下,番茄幼苗只產(chǎn)生一個主根,而AMF處理則產(chǎn)生了最大量的根分支數(shù)(3.0),其次是空白對照(1.5)和ASA處理(1.3)。因此,AMF孢子和ASA處理可顯著增強中度鹽脅迫下番茄種子的萌發(fā)。2.試驗2研究了共同或單一施用ASA或AMF對不同水平鹽脅迫下(200 m M和300 m M Na Cl)番茄幼苗生長的影響。結(jié)果顯示,FS、FAS和AS處理顯著地增加了鹽脅迫下番茄幼苗的存活率、鮮重、莖粗、株高、葉片數(shù)和葉長,并不同程度的減少了鹽脅迫對植株生長的傷害。200 m M和300 m M的鹽脅迫處理顯著減少了植株葉片的總?cè)~綠素含量:分別減少了20.6%和29.4%,隨后鹽脅迫的這種抑制效應(yīng)被FS、FAS和AS所逆轉(zhuǎn)。與空白對照相比,FS、FAS和AS處理顯著提高了200 m M鹽脅迫下番茄植株的總?cè)~綠素含量:分別提高了33.0%、43.5%和22.2%。300 m M Na Cl脅迫下番茄植株的葉綠素含量的下降,則分別被FS和FAS處理削弱到了6.22%和0.94%。單一的300 m M Na Cl處理下,番茄葉綠素含量下降了29.4%。該處理下,AS處理表現(xiàn)出最強的對鹽脅迫抑制作用的逆轉(zhuǎn)效果;AS處理下植株葉綠素含量與空白對照相比,提高了20.8%。鹽脅迫嚴重影響了幼苗的生長,損害了植株的生存�？瞻讓φ障轮仓甑乃劳雎蕿榱�,而200和300 m M Na Cl處理下,植株的死亡率分別為26%和58%。AMF、ASA和FAS處理減少了200 m M Na Cl脅迫下植株的死亡率(7.4%、0和33.0%)。相似地,FS、AS和FAS也分別降低了300 m M Na Cl處理下植株的死亡率(14.0%、9.5%和44.0%)。鹽漬化對植株根的生長是有害的。200和300 m M Na Cl處理與空白對照相比,減少了28%和73%的植株根系活力。然而,FS和FAS處理則完全消除了200 m M Na Cl處理對根系活力的抑制效應(yīng)。同樣的,在300 m M Na Cl處理下,FS和FAS也削弱了鹽脅迫對植株根系活力的抑制效應(yīng);FS和FAS將根系活力的減少率分別降低到了22%和15%;AS則完全消除了300 m M Na Cl對植株根系活力的傷害。3.番茄幼苗接種AMF,并外源噴施ASA(0.30 m M)后,在150m M鹽脅迫下處理10d。結(jié)果如下:AMF和ASA(單一或共同施用)顯著削弱了鹽脅迫對番茄植株的傷害。AMF和ASA(單一或共同施用)顯著增加了根長、根直徑、根表面積、根體積、根尖數(shù)、根節(jié)點數(shù)和根分支數(shù)等;促進了番茄葉片的光合能力(凈光合Pn、氣孔導(dǎo)率Gs);提高了葉綠素含量。生物侵染AMF或外源施用ASA與單一的鹽脅迫處理相比,顯著促進了番茄植株的營養(yǎng)生長(植株鮮重和干重)和生殖生長(成花率、開花數(shù)、花芽數(shù)和開花率)。此外AMF或ASA處理下,番茄根和葉片中的鹽脅迫相關(guān)基因(SOS1、Le NHX1、JERF3和NAC)的表達水平也顯著上調(diào)了。4.采用盆栽試驗研究叢枝菌根侵染和外源施用乙酰水楊酸處理番茄后,中度鹽脅迫(Na Cl 100 m M)對番茄根形態(tài)和根系活力的變化。結(jié)果如下:鹽處理90d之后,和單一的鹽脅迫對照相比,AMF和ASA處理均不同程度的顯著促進了根鮮重、凈根長、根表面積、根體積、根均直徑、節(jié)點數(shù)及根尖數(shù)。一方面,單一的AMF或和ASA共同處理番茄,均能顯著的促進鹽脅迫下番茄的根系活力(分別為2.37和2.40 mg?g-1?h-1),而單一的鹽脅迫對照及無鹽脅迫對照(空白對照)處理下番茄的根系活力僅有0.04 mg?g-1?h-1和1.69 mg?g-1?h-1。另一方面,單一的ASA處理也顯著提高了番茄植株的根系活力:1.53 mg?g-1?h-1。結(jié)果表明,在中度鹽脅迫下,AMF和ASA(單一或共同施用)處理提高了植物的根系活力、改善了植物的根系結(jié)構(gòu),進而促進了植物的生長。因此,同時施用AMF和ASA是一個生態(tài)友好、且經(jīng)濟可行的促進輕度鹽脅迫地區(qū)番茄生產(chǎn)的方法。從試驗結(jié)果可以看出,同單獨鹽脅迫(100m M Na Cl)相比,Glomus etunicatum根際侵染和外源施加乙酰水楊酸(0.3 m M)可以在不同程度上顯著提高果實體積,單株上果實數(shù)目以及產(chǎn)量。鹽處理60d之后(每6-7d澆一次鹽溶液),FS(叢枝菌根菌+鹽)處理對單株產(chǎn)量的促進效果最顯著(1325.9 g株-1),其次是AS(乙酰水楊酸+鹽)處理,和FAS(叢枝菌根菌+乙酰水楊酸+鹽)處理,單株產(chǎn)量分別為1188.3和1180.8 g·株-1,兩者均顯著高于單獨鹽脅迫處理(434.7 g·株-1)以及對照(1088.8 g·株-1)。在八月份,鹽處理90d之后(每6-7d澆一次鹽溶液),單獨鹽脅迫下,番茄產(chǎn)量只有784 g·株-1,顯著低于對照水平(1252.5 g·株-1)。然而,叢枝菌根菌+鹽,叢枝菌根菌+乙酰水楊酸+鹽,以及乙酰水楊酸+鹽處理顯著提高了鹽脅迫下的番茄產(chǎn)量,比對照分別提高1614.5,1489.3和1309.1 g·株-1。叢枝菌根菌侵染以及乙酰水楊酸對鹽脅迫下植株生長的改善是通過提高抗氧化酶活性,提高葉綠素,番茄紅素以及脯氨酸含量,平衡養(yǎng)分以及無機離子的吸收來實現(xiàn)的。因此,在受到鹽脅迫影響的區(qū)域,合理的結(jié)合叢枝菌根菌侵染和乙酰水楊酸的使用是一種提高番茄的產(chǎn)量的經(jīng)濟、環(huán)保的措施,值得進一步深入研究。本研究結(jié)果表明,AMF和ASA有效的緩解了鹽脅迫對植株的傷害作用。進一步研究應(yīng)設(shè)計更大范圍的試驗,以便進一步明確生物侵染叢枝菌根在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中的潛力�；瘜W(xué)改良劑—ASA的作用,也應(yīng)該通過更多的試驗,如不同濃度處理來進一步驗證。我們推斷AMF和ASA單獨或共同處理,可以顯著的提高番茄植株不同生長階段的耐鹽性,在中度鹽脅迫土壤中可以投入使用,以提高番茄的產(chǎn)量。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S641.2;Q945.78

【參考文獻】

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本文編號：2761041