六个甘薯新品种耐盐性比较研究.pdf

2 0 1 1 年 1 2月 第 2 6卷第4期 山 东 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) J o u rna l o f S h a n d o n g N o r ma l U n i v e r s i t y ( N a t u r a l S c i e n c e ) De c 2 01 1 V o 1 2 6 No 4 六个 甘薯新品种耐盐性 比较研究 于立峰 马 箐 王宝山 杜希华一 (山东师范大学生命科学学院， 2 5 0 0 1 4 ， 济南 ) 摘要以6个甘薯新品种( 济薯 2 1 、 济徐 2 3 、 济薯0 4 1 5 0 、 徐薯 2 6 、 徐薯 2 7和徐薯 2 8 ) 为试验材料， 分别用浓度为 0 、 0 2 、 0 3 和 0 5 的 N a C 1 溶液处理薯苗 ， 一定 时间后进行生长量 、 光合参数 与生物量的测定 结果表 明， 在盐胁 迫下所有甘薯品种的 生长均受到明显抑制， 如茎蔓短小、 叶片变少、 根系稀少、 干物质减少； 其光合参数都有不同程度的下降； 块根产量降低 比较分析 发现， 济薯( 济徐) 品种的耐盐性高于徐薯品种， 其中济徐2 3的耐盐性最强， 济薯 2 1 次之， 徐薯2 6对盐最敏感 关键词甘薯； 盐胁迫； 生长 中图分类号0 1 5 7 5 文献标识码A d 0 i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 4 7 4 8 2 0 1 1 0 4 0 2 9 土壤盐渍化是一个世界性的资源和生态问题 我国2 0 的耕地存在着不同程度的盐渍化和次生盐渍化问题， 严重影响粮 食产量， 成为限制农业发展的主要因素 生物措施是改良、 开发利用盐碱地的最佳方法， 研究耐盐植物、 培育耐盐植物品种， 发 展盐土农业和海水农业已成为 目前研究的热点之一 甘薯( 1 p o e a b a t a t a s L ) 具有耐旱、 抗风、 病虫害少等特性， 能适应贫瘠土地， 且不存在“ 与人争粮、 与粮争地” 的问题 近 年来 ， 甘薯作为一种可生产淀粉的主要粮食作物， 不仅在保障粮食安全中起着重要作用， 而且也作为可生产乙醇的能源植物 受到人们的青睐 J ， 因此具有非常大的栽培价值 甘薯在我国分布广泛， 东南沿海坡地和西部的广大旱区均可种植， 但由于部 分土壤含盐分较高， 加上旱区土壤返盐严重， 给甘薯生产的进一步发展带来了一定的困难 J 因此， 筛选培育耐盐的甘薯新品 种 ， 并建立配套的栽培技术成为甘薯种植和深化应用的关键 目前， 国内外对甘薯的研究多集中于形态、 栽培技术及食品开发利用等方面， 主要采用大田小区种植 ， 对其耐盐性的探 讨较为鲜见 笔者以济薯 2 l 等 6 个甘薯新品种为材料 ， 通过对盐胁迫下不同甘薯品种的光合速率、 生长量及生物量的变化进行 研究， 以期为生产及耐盐优良种质的鉴定与筛选提供依据 1 材料 与 方法 1 1 试验材料试验品种为： 济薯2 l ( J 2 1 ) 、 济徐 2 3 ( J x 2 3 ) 、 济薯 0 4 1 5 0( 3 041 5 0 ) 、 徐薯 2 6 ( X 2 6 ) 、 徐薯 2 7 ( X 2 7 ) 和徐薯 2 8 ( X 2 8 ) 甘薯苗由山东省农业科学院作物研究所甘薯研究中心和江苏省徐州甘薯研究中心提供 1 2 材料培养与处理挑选大小和生长状态一致的不同品种甘薯苗 ， 扦插于同样规格的装有干净细砂的塑料盆中， 每盆 3 株 用 1 5 H o a g l a n d营养液浇灌进行缓苗培养， 7 d后开始盐处理 对照材料用 1 5 H o a a n d营养液浇灌 ， 盐处理的材料用含不 同浓度 N a C 1 的 1 5 H o a g l a n d营养液培养 实验采用每 1 2 h 递增 0 1 盐溶液的方式处理至终浓度： 0 2 、 0 3 和0 5 ； 达 到最终浓度后 ， 每天早晚各浇灌一次 ， 浇灌量为细砂持水量的2倍 ， 以保持盐浓度的恒定 每种处理设 3次重复， 共 9株 1 3 测定方 法 1 3 1 主蔓长、 叶片数的测定在开始盐处理时测量薯苗的主蔓长和叶片数 ， 在盐处理4 5 d后再次测量 植株的主蔓长从苗 基部至株心顶端为测量值 ， 并记录叶片的数量， 叶片以展开叶为标准 两次测量值做差 ， 即得植株主蔓长和叶片数的增长量 试验每个处理 3盆， 每盆 3株， 即9个重复 ， 分别取测定值的平均值作图分析 1 3 2 光合参数的测定盐处理 6 0 d后， 采用 C I R A S一 2便携式光合测定系统( P P S y s t e ms ， U K ) 测定不同浓度 N a C 1 处理下 单株甘薯叶片的净光合速率( P 几 ) 和气孔导度( ) ， 测定时光强为 1 0 0 0 I m o l m一 s ， 温度为3 2 各处理均取同一叶位 的叶片进行测定 ， 设 9个重复， 取测定值的平均值作图分析 1 3 3 生物量的测定盐处理 1 0 0 d后 ， 将各处理浓度下的植株从培养盆内完整取出， 用水快速冲洗干净 ， 吸干表面水分 ， 分 成地上和地下两部分， 分别称取鲜重后 ， 测定总块根鲜重 、 最大块根鲜重 ， 并记录块根个数， 块根以须根膨大并现淡红色为准 将块根和茎段切成均匀的薄片和截段， 放人纸袋， 置于烘箱中， 1 0 5迅速杀青 1 5 m i n ， 再在 8 0下烘至恒重， 记录干重 试验 设 9个重复 ， 取其平均值作图分析 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 9 0 7 国家科技支撑计划资助项 目( 2 0 0 9 B A D A 7 B 0 5 ) 通讯作者 ， 男 ， 博士 ， 教授 1 0 5 第2 6卷 山 东 师 范 大 学 学 报 ( 自然 科 学 版) 第 4期 1 4 数据统计及分析应用 E x c e l 和 S P S S软件对数据进行统计和分析 2 结果与分析 2 1 不同浓度盐处理对甘薯主蔓长、 叶片数的影响生长量是反映植物生长状况是否良好的基础生理指标 从图 1 、 2可以看 出， 甘薯平均主蔓长增长量在无盐处理的情况下最高， 随着盐浓度的增加， 主蔓长增长量开始显著下降， 在0 5 N a C 1 处理下 达到最低 ， 说明此时的盐浓度已明显影响了植株的生长 不同品种甘薯在相同N a C 1 浓度下受抑制的程度亦不相同， 其中， J X 2 3 与 J O 4 1 5 o的主蔓长增长量最大 在盐处理条件下， 不同品种叶片数增长量的下降趋势不同， 其中， J X 2 3与 J O 4 1 5 o的叶片增长 量下降趋势最为平缓 由此可以看出， j x 2 3与 J 0 4 1 5 0的生长量受盐胁迫的影响最小 1 2 0 1 0 0 5 8 0 6 0 4 O 2 0 O 0 0 2 O 3 0 5 Na C 1 浓度 ( ) 图 1 不同浓度盐处理埘甘薯各品种主蔓 长 增 长量的影 响( 4 5 d ) ； 25 1 0 图 2 不同浓度盐处理对甘薯各品种叶片数 增长量 的影响 ( 4 5 d ) 2 2 不同浓度盐处理对甘薯光合参数的影响净光合速率是表示植物固定及转化太阳能能力大小的指标 ， 也是决定其产量 最重要的因素 如图3所示， 对照组( 无 N a C 1 ) 甘薯净光合速率最大 ， 随着盐浓度的升高， 各品种甘薯的净光合速率逐步降 低 从0 5 N a C 1 处理情况可以看出， 盐胁迫对甘薯净光合速率的抑制作用明显增强 其中， J 2 1的净光合速率随着盐浓度的升 高下降的程度最小， 说明其受盐胁迫影响最小， 而 X 2 6的净光合速率减少量最为明显 气孔导度是 C O 进入植物体内进行碳同化的关键限制因子 随着盐浓度的升高， 各品种 甘薯的气孑 L 导度均呈下降趋 势 其中， X 2 7与 X 2 8的气孔导度的减少量最为明显( 图4 ) 2O 1 5 拿 1 0 吕 曼5 0 0 0 2 0 3 0 5 Na C1 浓度 ( ) 2 00 00 0 8 0 0 6 0 0 4 00 20 0 0 I O O 2 0-3 0 5 Na Cl 浓度 ( ) 图3 不问浓度盐处理对I 薯各品种净光合速率的影响( 6 O d ) 图4 不 浓度盐处理对 廿 薯各晶种气孔导度的影响( 6 O d ) 2 3 不同浓度盐处理对甘薯生物量的影响 2 3 1 不同浓度盐处理对甘薯地上部与地下部干、 鲜重的影响 各品种甘薯的地上部于、 鲜重随盐浓度的升高均呈降低趋 势 其中， 对地上部鲜重而言， J 2 1和 J X 2 3的减少量最小 ， 在 0 2 N a C 1 浓度下 的地上部鲜重减少量与对照差异不显著 ( P 0 0 5 ) ， 当 N a C 1 浓度为0 3 或0 5 时鲜重减少量与对照相比达到显著( P 0 0 5 ) 或极显著( P 0 0 1 ) 水平 X 2 6的地 上部鲜重减少量最大 ， 在各 N a C 1 浓度处理下其鲜重减少量均显著( P 0 0 5 ) 或极显著( P0 0 5 ) ， 当 N a C 1 浓 度升至 0 3 或0 5 时干重减少量才显著( P 0 0 5 ) 或极显著( P 0 O 1 ) 高于对照 X 2 6的地上部干重减少量最大， 且在各 N a C 1 浓度处理下干重减少量均显著( P 0 0 5 ) 高于对照( 图6 ) 随着 N a C 1 浓度的升高， 各品种甘薯的地下部干、 鲜重也呈降低趋势( 图 7 、 8 ) 其中， 徐薯系列( X 2 6 、 X 2 7和 X 2 8 ) 的地下部 干、 鲜重减少量最为明显， 与对照相比差异显著( P0 0 5 ) 或极显著( P0 0 1 ) 济( 济徐 ) 薯系列 ( J 2 1 、 J X 2 3和 J 0 4 1 5 0) 随 N a C 1 处理浓度的递增 ， 地下部干、 鲜重减少量小于徐薯品种 苗 盖 一 6 0 4 0 2 O O 0 8 0 6 0 4 0 2O 0 T O 0 2 0 3 Na CI 浓度 ( ) 卷 面 1 l茁 l】 蔚 L ， ， O 0 2 0 3 Na C 1 浓度 ( ) 图 7 不同浓度盐处理对甘薯各品种地下部鲜重的影响( 1 0 0 d ) 图 8 不同浓度盐处理对甘薯各品种地下部干重的影 响( 1 0 0 d ) 2 3 2 不同浓度盐处理对甘薯块根形成及其产量的影响表 1 为各品种甘薯在盐胁迫下的块根形成及生长情况 可以看出， N a C 1 胁迫严重抑制甘薯块根的形成和膨大 在济( 济徐) 薯系列中， J X 2 3结薯较为明显 ， 在无盐和盐浓度达到0 5 之前 ， 结薯 量较大， 块根数量多于其它品种， 当盐浓度达到0 5 时则无块根的膨大； 其余两个济薯品种中， J 2 1的产量略高于 J 0 4 1 5 0 徐 薯系列中， X 2 6的块根形成受盐抑制程度最大； X 2 8的块根形成在质量与数量方面占有明显的优势， 这可能与其结薯早而集中 的特性有关 从表 2可以看出， X 2 8的须根量受到盐胁迫的抑制程度较高 表 1 不 同浓度盐处理对 甘薯 各品种块 根形成和生长的影响 ( 1 0 0 d ) 3讨 论 盐胁迫下植物的生理反应及其耐盐机理一直是植物科学 研究的热点问题 J 盐胁迫能引发植物一系列的生理过程并 抑制其生长发育 盐敏感性不同的植物在盐胁迫过程中所表 现出的生理变化也不相同 一般认为， 植物抗盐性的大小随植 物发育阶段、 植物不同器官以及外界条件( 温度、 辐射、 湿度) 的不同而变化 在盐处理下， 由于植株碳同化量减少、 渗透调 节和维持生长耗能增加等原因， 一般会使植株生物量减少 J 本试验中用不同浓度 N a C 1 溶液处理甘薯 ， 发现无论是低浓度 表 2 不同浓度盐处理对甘薯各品种须根鲜重的影响 ( 1 0 0 d ) 的盐还是高浓度的盐对其生长均有影响， 表现为生长迟缓 ， 茎蔓短小， 出叶慢， 叶片发软、 色暗， 叶面积较小， 老叶黄化、 提早脱 落等， 说明甘薯为非盐生植物 在盐胁迫下， 光合作用会受到抑制， 且其降低程度与盐胁迫强度呈正相关 高盐环境会造成植物的水分胁迫， 致使叶片 气孔关闭， 以保持叶肉细胞相对较高的水势， 但也严重阻碍了 c O ： 进入叶肉细胞 ， 从而降低植物的光合作用 ； 另外 ， 离子间的 竞争妨碍植株对一些必需营养元素的吸收以致营养亏缺， 引起细胞内物质种类及浓度发生变化， 核酸、 蛋白质等生命物质的 合成与分解平衡遭到破坏 N a C 1 胁迫还能破坏叶绿体结构， 使叶绿素的含量下降， 从而导致植株光合能力减弱 这与我们 测定的盐处理下甘薯光合参数的变化结果相一致 生物量是植物对盐胁迫响应的综合体现 甘薯的生物产量是甘薯筛选的重要指标之一 在 N a C 1 胁迫下， 甘薯植株的干鲜 重与块根的形成均受到影响， 济( 济徐) 薯系列品种受抑制程度小于徐薯系列品种 尤其是其中的J X 2 3表现出较高的耐盐性， 该品种是以苏薯7号为母本， A B 9 4 0 7 81 为父本杂交选育而成的高产、 高淀粉型甘薯新品种， 具有淀粉品质优、 结薯性较好、 1 07 第 2 6卷 山 东 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) 第 4期 大中薯率高等突出的特性 值得探讨的是， 作为耐盐性较差的徐薯系列品种 ， X 2 8的块根产量在 6个甘薯品种中优势明显 这可能与该品种甘薯光合同化物由地上源器官向地下库器官的运输早于其他品种有关 ， 即可能在盐浓度未达到一定胁迫程 度之前， 就已产生块根， 从而表现出结薯早的特性 ， 而盐胁迫对其块根的进一步生长则抑制较小 植株的生长情况、 叶片的受 害状态是反映植株适应能力的最直接、 最可靠的指标 结合 X 2 8的地上部分生长量与光合参数测定结果， 可见其受盐胁迫 影响较为明显， 综合来看其耐盐性较弱 综上所述， 通过室内沙培试验对盐胁迫下 6种甘薯新品种生长特性和光合参数等指标的分析， 可以得出： J ) ( 2 3的耐盐性 最强， J 2 1 次之， x 2 6对盐胁迫最敏感 但是， 盐胁迫对植物造成的危害是多方面的， 不仅造成离子毒害和渗透胁迫， 还会导致 植物营养失衡等” 笔者将对表现出较高耐盐性的甘薯品种在较高浓度 N a C 1 处理下有较好生长的详细机制做进一步的研究 4 参考文献 1 岳 晓翔 ， 陈敏 ， 段迪 ， 等 绿色 和紫红色表型盐地碱蓬 叶片抗 氧化 系统 比较研究 J 山东师 范大学学报 ： 自然科学版 ， 2 0 0 8 ， 3 ( 1 ) ： 1 2 11 2 4 2 孙晓波， 谢一芝， 马鸿翔 甘薯幼苗对海水胁迫的生理生化响应 J 江苏农业学报， 2 0 0 8 ， 2 4 ( 5 ) ： 6 0 0 6 0 6 3 代红军， 柯玉琴， 潘廷国 N a C 1 胁迫下甘薯苗期叶片活性氧代谢与f于 薯耐盐性的关系 J 宁夏农学院学报， 2 0 0 1 ， 2 2 ( 1 ) ： 1 5 1 7 4 吴秋 云， 秦玉芝 ， 刘明月 ， 等 优质甘薯品种的比较试验 J 湖南农业科学 ， 2 0 1 1 ， ( 5 ) ： 4 5 5 夏燕铭 ， 周斌 ， 娄跃建 甘薯 品种 比较试验 J 安徽农学通报 ， 2 0 1 1 ， 1 7 ( 1 1 ) ： 8 11 0 3 6 张学权 ， 胡庭兴 ， 叶充 ， 等 模拟林 ( 竹)一草种植模式遮荫对扁穗 牛鞭草 的光合速率 、 生 长的影响及 其经济效益分 析 J 草业 学报 ， 2 0 0 6 ， 1 5 ( 2 ) ： 5 4 5 9 7 寇伟锋 ， 刘兆普 ， 陈铭达 ， 等 不同浓度海水对油葵幼苗光合作用 和叶绿素荧光特性的影 响 J 西北植物学报 ， 2 0 0 6， 2 6 ( 1 ) ： 7 37 7 8 Z h u J K P l a n t s a l t t o l e r a n c e J T r e n d s i n P l a n t S c i ， 2 0 0 1 ， 6 ( 2 ) ： 6 6 7 1 9 王宝山 植物生理学 M j E 京 ： 科学 出版社 ， 1 9 9 9 ： 2 9 0 2 9 2 1 0 K o y a ma M L，L e v e s l e y A， K o e b n e r R MQ u a n t i t a t i v e t r a i t l o c i f o r c o m p o n e n t p h y s i o l o g i c a l t r a i t s d e t e r mi n i n g s a l t t o l e r anc e i n r i c e J P l a n t P h y s i o l o g y ，2 0 0 1，1 2 5：4 0 64 2 2 1 1 K e Y Q，P an T GE f f e c t s o f s a l t s t r e s s o n t h e u h r a s t r u c t u r e o f c h l o r o p l a s t a n d t h e a c t i v i t i e s o f s o l le p r o t e c t i v e e n z y me s i n l e a v e s o f s w e e t p o t a t o J A c t a P h y t o p h y s i o l S i n ， 1 9 9 9 ， 2 5 ( 3 )： 2 2 9 2 3 3 1 2 王庆美 ， 李爱 贤 ， 张海燕 ， 等 高淀粉甘薯新 品种济徐 2 3的选育及配套戕培技术 J 农业科技通讯 ， 2 0 1 0 ， 1 2： 1 7 51 7 7 1 3 徐珊珊 ， 张广臣 ， 叶景学 盐碱胁迫对辣椒幼苗 生长影响的研究 J 北方 园艺 ， 2 0 1 1 ， 8 ： 5 9 1 4 党瑞红 ， 王玲 ， 高 明辉 ， 等 水分和盐分胁 迫对海滨锦葵生长的效应 _ J 山东师范大学学报 ： 自然科学版 ， 2 0 0 7 ， 3 ( 1 )： 1 2 21 2 4 CoM PARAT I VE S TUDY oN S ALT ToLERANCE oF 6 S W EET PoTATo VAI UETI ES Y u L i f e n g Ma Q i n g Wa n g B a o s h a n D u X i h u a (S c h o o l o f L if e S c i e n c e ，S h and o n g N o r mal U n i v e r s i t y ， 2 5 0 0 1 4， J i n a n ，C h i n a) A b s t r a c t T h e s e e d l i n g s o f s i x n e w s w e e t p o t a t o v a r i e t i e s( J 2 1 ， J X 2 3 ， J 0 4 1 5 0， x 2 6 ， x 2 7 a n d X 2 8 )w e r e r e s p e c t i v e l y t r e a t e d b y s o d i u m c h l o rid e wi t h c o n c e n t r a t i o n o f 0，0 2 ，0 3a n d 0 5f o r a c e r t a i n p e r i o d o f t i me ，a n d t h e n t h e g r o w t h i n c r e me n t ，p h o t o s y n t h e t i c p a r a me t e r s ，b i o ma s s w e r e me a s u r e d T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e g r o wt h o f a l l t h e s we e t p o t a t o v a rie t i e s we r e s i g n i fi c a n t