盐渍化土壤是影响作物产量和品质的主要原因之一马铃薯

1、摘 要盐渍化土壤是影响作物产量和品质的主要原因之一。马铃薯( Solanum tuberosum L)是我国广为种植的重要粮菜兼用型作物，属盐敏感型。盐渍化土壤影响着马铃薯的生长发育，特别是对其出苗有抑制作用，目前推广应用的品种大多耐盐性差，个别耐盐品种因综合性状差，不适应市场需求。因此，研究马铃薯抗盐生理、培育符合不同育种目标的耐盐品种就显得十分重要。目前，人们对马铃薯的试管苗、试管移栽苗、实生苗和普通块茎苗 进行了盐胁迫下植株生长、生物学产量、块茎产量、块茎淀粉含量、死亡率等方面的研究，少见盐分对马铃薯生理代谢影响的研究。本试验进行盐胁迫下马铃薯试管苗相关生理指标变化的研究，旨在探讨马铃薯

2、对盐伤害的反应机理，为其抗盐生理和抗盐育种奠定理论基础。本试验采用的实验材料来源于东北农业大学，实验采用单因素完全随机试验，旨在通过改变培养基成分，采用组织培养的方法，在离体条件下研究了NaCl胁迫下对马铃薯脱毒苗叶绿素及脯氨酸含量的影响。主要试验结果如下：随盐胁迫浓度的增加，马铃薯试管移栽苗生长受到明显抑制；脯氨酸含量在胁迫初期极显著地增加，随后呈下降并趋于稳定趋势；叶绿素含量极显著地下降：1.NaCl胁迫下，马铃薯叶片叶绿素含量随NaCl浓度的增加显著降低；2.NaCl胁迫下，马铃薯叶片脯氨酸含量随着盐浓度的升高而显著增加。关键词：马铃薯；脱毒苗；盐胁迫；生理指标AbstractSoil

3、salinification is one of the main reasons of affecting crop yield and quality. Potato(Solanum tuberosum L) originated in South America Peru and Bolivia in plateau area along the Andes, solanaceae of tomato plants. The 16th century, Spain and Britain from South America to the explorer potato planting

4、, and then back to it into Italy and Europe. China began in the late 16th century potato cultivation to the early 17th century by the Ming empire Wan Li , European, American missionaries to China. Potato growth cycle is short, high yield per unit area, tuber nutrition is rich, widely used in the wor

5、ld, which is the most important food crop and food processing industry raw crops. Widely planted in 148 countries and regions, the planting area of more than 2000 million hm2, after wheat, rice and corn, in the fourth. At present, our country potato planting area has reached 470 million hm2 widely g

6、rown in China, is an important food crop, sugarcane food salt sensitive type. Potatoes in China, north China, southwest of distributed in south and central region, it is not only the four main crops and vegetables, and is an important industrial raw material and food processing. With the agricultura

7、l structure adjustment and food processing industry development, especially in the accession to the WTO, the potato as raw materials and processed export products has been increasingly important. So for the development of Chinas potato production has important strategic significance.The test uses ex

8、perimental material from northeast China agricultural university, the single factor experiment, aims to completely random testing medium components, adopt organizational change training methods, in vitro conditions NaCl studied under the stress of potato virus-free proline content of chlorophyll and

9、 influence. The results showed：With the increase of stress concentration, potato tube is obvious inhibition transplant seedlings growth, Proline content in stress significantly increases the initial and subsequent decline, stabilizing trend, Chlorophyll content to decline significantly.1.Under NaCl

10、stress，chlorophyll content in potato decreased significantly with the increase of NaCl concentrations；2.The praline content increased significantly with the increase of NaCl concentrations.Key Words: Potato ; Plantlets in vitro ; Salt Stress; physiological response 前 言1.1 实验的目的与意义试验材料马铃薯是世界上广为种植的重要粮

11、菜兼用型作物，也是我国干旱和半干旱地区重要的经济作物。干旱盐碱严重制约着植物的生长发育，盐渍化土壤更是十分显著地影响着马铃薯的生长发育，特别是对其出苗有抑制作用，目前推广应用的品种大多耐盐性差，个别耐盐品种因综合性状差、不适应市场需求而不宜大面积推广。因此，研究马铃薯的抗盐生理、培育符合不同育种目标的耐盐品种就显的十分重要。前人利用盐逆境进行了胁迫下马铃薯植株生长、生物学产量、块茎产量、块茎淀粉含量、死亡率等方面的研究，少见盐分对马铃薯生理代谢影响的研究。本试验进行盐胁迫下马铃薯脱毒苗耐盐相关生理指标变化的研究，旨在研究马铃薯对盐伤害的反应，为其抗盐生理提供理论依据。1.2 国内外研究现状盐渍

12、土是盐土、盐化土壤及碱土、碱化土壤的总称。根据盐类在水溶液中水解后所呈现的酸性和碱性反应，把它们分成中性盐和碱性盐两大类，其中中性盐有氯化物和硫酸盐，碱性盐包括碳酸盐和重碳酸盐。当土壤或水域中的盐分显著偏离于植物最适生活条件的浓度时，就会引发植物体在所有功能水平上产生变化和反应，即发生胁变1。耐盐性是指植物在盐胁迫下维持生长、形成经济产量或完成生活史的能力2。盐分的胁迫作用1渗透胁迫：土壤盐分积累过多，土壤溶液的渗透势降低，植物吸水困难，不但种子不能萌发或延迟发芽，而且生长着的植物也不能吸水或吸水很少，形成生理干旱。2离子毒害：在盐胁迫条件下，植物组织坏死和生长受阻的重要原因是Na+和Cl-的

13、毒害作用。植物体内Na+和Cl-浓度随土壤盐胁迫的加剧而增加。研究表明，Na+大量积累增加了质膜的透性，并使大量电解质外渗。同时，Na+的大量吸收积累，抑制了K+和Ca2+的吸收，使植株体内K+、Na+及Ca2+失调，从而造成植物生长发育受阻。Na+和Cl-离子在细胞内的积累，还破坏了类囊体上光合系统的组分和结构，严重抑制了根系质膜和液泡膜上H+-ATP酶的活性，使根系对离子的选择性吸收下降。3营养缺乏：盐胁迫条件下，Na+和C1-在细胞中大量积累，植物体内原有的养分平衡被打破。使有些营养物质的吸收和运输受到严重抑制，从而造成植物体内的营养紊乱。某些矿质元素，在轻度盐胁迫条件下，其吸收和运输并

14、无明显的影响，甚至有一定的促进作用，如NO3-、K+，但高浓度盐胁迫则严重影响这些离子的吸收和积累。盐逆境严重地影响Ca2+的吸收和运输，并造成植物体内Ca2+量显著下降。因此，在盐胁迫条件下，植物往往表现出缺Ca2+的症状。特别是顶端分生组织中Ca2+的浓度降低，抑制了新生器官的分化。4细胞质和液泡的pH值改变引起的伤害：Katsuhara等发现，植物细胞用100mmol/L 4.9升至5.2，由于细胞质和液泡之间的pH梯度对于维持活细胞体内的代谢调控和平衡非常重要。因此，可以认为细胞内pH梯度的破坏是导致植物损伤乃至死亡的主要因素之一。植物耐盐机理研究1植物的避盐机理相对来说，植物的避盐机

15、理比较简单，主要是通过降低盐分在体内的积累来躲避盐害的发生。避盐方式主要分三种：稀盐、泌盐和拒盐。 稀盐作用：稀盐的盐生植将吸入茎和叶的盐类，借体内肉质化的结构，将盐稀释，减低其盐离子的危害，盐愈多，肉质化愈增加。稀盐植物肉质化的启动因子是Na+离子，其它离子无此作用，或作用很小，这与Na+离子诱导ATP合成，促进薄壁细胞分裂和原生质膨胀有关。对于非盐生植物的稀盐方式，即通过快速生长进行稀盐，在盐渍环境下，有些非盐生植物不断进行营养性生长，使有机物质、胁变数量和植物体积增加的速度远远超过离子的摄入速度，结果植物体虽吸入一定量的盐离子，但其浓度却有一定程度的降低，从而使植物免受盐离子的毒害作用。

16、 泌盐作用：盐生植物吸收了盐分，但并不在体内积存，而是通过特异机构（盐腺和盐毛等）主动地排泄到茎叶表面，而后冲刷脱落，这是盐生植物防止体内过量Na+、K+、Cl等离子的积存最常用的形式。非盐生植物没有盐腺结构，所以它不可能通过盐腺进行泌盐。 拒盐作用：盐生植物的拒盐作用是依靠其对盐的不透性，阻止盐分进入植物体或进入植物体内进行重新分配。非盐生植物的拒盐作用除了依靠质膜对盐的不透性或利用其他方式阻止盐分向地上部分转移外，其根部的根茎木质薄壁细胞及叶片薄壁细胞会分化成传递细胞，前者可从木质部导管中重新吸收Na+运回根部，后者可将Na+随营养物质运到根部即“脉内再循环”。2植物的耐盐机制植物的耐盐机

17、制是一个相当复杂的问题，有些机制还不能揭示植物耐盐的实质。一般来讲，植物的耐盐性与盐分的吸收、运输、排泄、分配、生物膜功能、离子区域化作用以及耐盐物质的合成和积累密切相关3。 植物的吸钾排钠机制：Drew等认为目前植物排钠机制涉及下列几个主要过程： 植物体不将Na+吸入根细胞内，即使进入细胞也通过Na+/K+泵再排出，内皮层细胞内的Na+也同样被排出，这可能与植物的细胞质膜组成有关； 植物体将吸收的Na+贮存于根茎基部，从而阻止Na+向叶片运输； 植物体将吸收的Na+向木质部运输过程中，被木质部或韧皮部传递细胞吸收，并分泌到韧皮部中再循环把Na+再运到体外，这一点在菜豆、高粱植物中均得到证明4

18、,5； 在NaCl胁迫下，植物吸收的Na+向地上部特别是向叶片和果实的运输性降低，而K+运输选择性增加。 渗透调节机制：在盐胁迫下，由于外界渗透势较低，植物细胞会发生水分亏缺现象，即渗透胁迫。植物为了避免这种伤害，在逆境情况下必需产生一种适应机制，即在盐分胁迫下，植物细胞为保证在逆境条件下水分的正常供应会主动积累一些可溶性物质来降低胞内渗透势。植物以在细胞液泡中积累无机离子或合成有机溶质等方式进行渗透调节。其中，可溶性糖、脯氨酸、无机离子等物质是植物体内重要的渗透调节剂。从土壤或细胞外界溶液中吸收积累各种无机离子，提高细胞内盐分浓度，只要这些离子不致造成极高的浓度和表现出毒性，就能被植物吸收用

19、以提高细胞内渗透势。盐生植物和非盐生植物在以无机离子作为渗透调节物质方面，在离子种类上依然相同，所不同的是在量上的差异6。盐生植物7碱蓬、星星草、碱草、璋茅8等体内以无机离子Na+、Cl-、K+作为主要渗透调节物质，而非盐生植物芦苇9等主要以K+和有机渗透调节物质为主。植物在逆境肋、迫下，可在细胞内合成可溶性有机物质作为渗透调节物质，主要有脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、有机酸、游离氨基酸等，这些物质被证明是对细胞无毒、对代谢过程无抑制作用。 离子的区域化作用：大量的研究表明，植物吸收的Na+，C1-等离子必需积累在液泡中，否则会干扰细胞质和叶绿体等的生理生化代谢过程，这种作用称之为离子区域化作用。

20、Harvey等用组织化学定位方法证明，在盐胁迫下，作物的确把Na+，Cl-等离子积累在液泡中。由于离子区域化，使得液泡中的Na+浓度远大于细胞质中的Na+浓度，Jeschke10对此结果进行了详尽的研究和证明，并提出一个关于质膜上Na+/K+交换系统以及导致液泡膜上对Na+吸收和Na+/K+交换的促进模型。王丽燕11研究表明，进入地上部的Na+通过离子区域化作用进入液泡，100mmol/LNaCl处理时液泡中的Na+含量明显高于细胞质中的Na+含量，且玉米质外体中的Na+含量明显高于细胞质中的Na+含量。 活性氧清除机制：当植物受到盐胁迫时，体内会产生大量的氧自由基，即活性氧，从而引起膜脂的氧

21、化伤害。植物体内存在有抗氧化的过氧化酶系统，当受盐胁迫时，过氧化酶系统活动加强，以清除过多的活性氧。Mccord等12提出的自由基伤害学说，己广泛用于需氧生物细胞伤害机理的研究。以后在植物中具有同样功能的酶13,14和多种生物自由基及其伤害作用1517不断被发现，进一步证实了这个假说。Zhu J K18也认为，盐胁迫包括渗透胁迫和离子胁迫以及由这两种胁迫产生的次级胁迫即氧化胁迫。在植物体内存在着自由基生成与清除反应，正常情况下处于平衡状态。一旦植物受到环境胁迫，这种平衡体系就会受到破坏，自由基积累，膜选择透性丧失，对活性氧敏感的磷脂膜及脂肪酸首先受损，导致生物膜中脂质的过氧化，干扰镶嵌于双层磷

22、脂排列的生物膜系统上的多种酶的空间构型，以致膜的孔隙变大、通透性增加、代谢紊乱，致使植物受伤害16,19,20。近年来，人们对盐分胁迫下植物体内抗氧化防御系统进行了大量研究，并己确定它由一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物质组成，如SOD、POD、CAT和ASA等，它们协同起作用共同抵抗盐分胁迫诱导的氧化伤害，单一的抗氧化酶不足以防御这种氧化胁迫。此外，在盐胁迫下植物体内的某些抗氧化物质，如抗坏血酸也有清除体内自由基的生理功能。1.2.3盐胁迫对植物生理生化的影响植物在生长发育中会受到多种逆境的胁迫，盐胁迫是影响植物生命活动的主要外界环境因子之一，同时盐分又是植物生长过程中必不可少的物质。植物体内

23、各种有机物的积累几乎都依赖于土壤中盐的供应，但处于胁迫状态，植物正常的生命活动就会受阻，在内部结构和外部形态上将发生一系列的改变。作物遭受盐胁迫时,其内部结构和生理功能均会发生变化。主要包括：内部发生结构损伤和物质组分改变，酶活性发生变化，光合作用和呼吸作用均异常，而且在不同程度的盐渍环境中引起的生理上的改变不同，盐胁迫较强会造成作物的各种损伤，表现在外部的是各种伤害的症状。1盐胁迫对植物光合作用的影响一般来讲，盐胁迫对植物(尤其是非盐生植物)的光合作用具有抑制效应，而且随外界盐浓度的提高，被抑制的程度也越大。光合作用的下降是由于以下几个原因造成的： 盐胁迫使叶绿体中类囊体膜成分与超微结构发生

24、改变； 盐胁迫对叶绿素含量以及光能吸收和转换的影响； 盐胁迫对光合酶的影响； 盐胁迫导致的生理干旱，诱导了脱落酸在植物体内的合成，促进了叶片气孔的关闭，使CO2的吸收受阻； 盐胁迫还对光合电子传递或多或少产生影响。这些都构成了盐胁迫对植物光合作绿素b、总叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、原初光能转换效率(Fv/Fm)均呈下降趋势。王羽梅等研究，生长40d的苋菜秧苗用300mmolL-1的NaCl处理28d后，生长受抑，叶面积变小，叶绿素含量降低。张俊莲等认为，随盐胁迫浓度和时间的增加，马铃薯试管移栽苗叶绿素含量、光合速率、气孔导度极显著地下降。在NaCl胁迫下，玉米幼苗的苹果酸

25、脱氢酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及RuBP都显著降低。key研究表明，NaCl胁迫可以破坏叶绿体结构，使叶绿素含量下降.引起植株光合能力减弱。这一结论在柯玉琴等的对甘薯叶片进行NaCl胁迫的试验中得到验证。汪贵斌对落羽衫研究结果表明，随着盐浓度的增加，叶绿素含量呈下降趋势。2盐胁迫对植物渗透调节物质的影响几乎所有的逆境都会造成植物体内脯氨酸的积累。众多试验表明，盐渍条件下，不论是低等植物，还是高等植物，盐生植物，还是非盐生植物都会发生游离脯氨酸的积累，它的积累有利于植物耐盐性的提高。脯氨酸作为渗透调节物质在耐盐生理中的作用已被广泛研究。Handa等和Rodes等都曾报道过马铃薯培养细胞在渗透胁

26、迫下能迅速积累脯氨酸，短时间内达到原来的300多倍，培养细胞对渗透胁迫表现出较强的适应能力。说明植物细胞在细胞水平上具有适应渗透胁迫的能力。脯氨酸在其中可能起着相容渗透调节剂的作用。在植物的组织、器官和全株试验中，同样也发现众多的事例说明脯氨酸的积累与抗渗透胁迫之间有显著的正相关。张俊莲等认为，盐胁迫下马铃薯试管移栽苗脯氨酸含量在胁迫初期极显著地增加，随后呈下降并趋于稳定趋势。赵福庚等研究大麦叶片中脯氨酸合成前体谷氨酸在低浓度NaCl处理时含量明显提高，随处理盐浓度的上升，含量逐渐下降。鸟氨酸含量随处理盐浓度的上升而逐渐上升，盐浓度过高时略有下降。在盐逆境中，无花果叶片中游离脯氨酸含量增加，且

27、以耐盐性弱的品种增殖最大。傅秀云亦指出，小麦组织中脯氨酸变化率与耐盐力成反比。干旱、盐和低温胁迫下稻苗均可积累脯氨酸，且随着胁迫时间的延长而加剧。张显强等发现，经NaCl处理后，玉米幼苗叶片脯氨酸大量积累，同时，蛋白质含量有所下降。可溶性糖是另一类渗透调节物质，包括蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等。在盐胁迫下，糖分积累是在生长停止的情况下发生的。姜卫兵等研究，在盐胁迫下无花果叶片可溶性糖明显增加，且耐盐性强的品种增殖大。刘金定等试验表明，棉花遇盐后对环境条件的变化产生适应，因而降解体内蛋白质、淀粉，提高渗透压，改变代谢过程，合成大量脯氨酸、可溶性糖以维持渗透压。但由于植物生长恢复后，糖分可以被再度

28、利用，所以，它不是一个稳定的调节剂。许多试验结果表明，甜菜碱对提高植物的耐盐性有良好作用，它能明显减轻盐胁迫所导致的膜脂过氧化、膜透性的增加程度，延缓叶绿素、可溶性蛋白质、相对含水量以及S0D和H202的下降。因此，它可能是一种有经济效益潜力的植物渗透调节剂。甜菜碱不但参与细胞的渗透调节，而且被证明是NaCl胁迫下最有效的蛋白质稳定剂。第一章 实验部分1.1 仪器与材料1.1.1仪器FA1604电子天平 （上海天平仪器厂）SSY电热恒温水浴锅 （北京泰克仪器有限责任公司）高压灭菌锅 （嘉兴中心医疗有限公司）培养架分光光度计三角瓶 容量瓶烧杯玻璃棒磨口瓶研钵材料实验材料为东北农业大学提供的马铃薯

29、脱毒试管苗。药品硝酸铵 分析纯 （浙江湖州食品化工联合公司）硝酸钾 分析纯 （天津市化学试剂厂）氯化钙 分析纯 （哈尔滨市化工试剂厂）硫酸镁 分析纯 （天津市化学试剂厂）磷酸二氢钾 分析纯 （哈尔滨市化工试剂厂）碘化钾 分析纯 （天津市药华化学试剂公司）硼酸 分析纯 （天津市化学试剂厂）硫酸锰 分析纯 （浙江湖州食品化工联合公司）硫酸锌 分析纯 （北京笃信精细制剂厂）钼酸钠 分析纯 （浙江温州助剂厂）硫酸铜 分析纯 （浙江湖州食品化工联合公司）氯化钴 分析纯 （天津市化学试剂厂）乙二胺四乙酸二钠 分析纯 （哈尔滨市化工试剂厂）硫酸亚铁 分析纯 （北京笃信精细制剂厂）肌醇 分析纯 （天津市化学试

30、剂厂）烟酸 分析纯 （哈尔滨市化工试剂厂）吡多醇 分析纯 （浙江温州助剂厂）硫胺素 分析纯 （天津市药华化学试剂公司）甘氨酸 分析纯 （北京笃信精细制剂厂）次氯酸钙 分析纯 （浙江温州助剂厂）氢氧化钠 分析纯 （天津市化学试剂厂）蔗糖 分析纯 （天津市药华化学试剂公司）白糖 分析纯 （哈尔滨市化工试剂厂）琼脂粉 分析纯 （浙江湖州食品化工联合公司） 盐酸 分析纯 （天津市药华化学试剂公司）1.2 实验原理1.2.1实验处理在MS基本培养基中添加不同浓度的NaCl构成胁迫培养基，即设置浓度为0mmol/L (CK)、40mmol/L、80mmol/L、120mmol/L 4个浓度，将不同浓度的盐

31、分别添加到培养基(MS+2.375g琼脂 +3%蔗糖)中，形成不同盐胁迫的培养基。将继代培养的脱毒苗按单节茎切段转移到含有不同盐的胁迫培养基中进行培养。培养瓶直径为6.5cm，内装50ml盐胁迫培养基。材料处理1植物材料的消毒及切取 将马铃薯脱毒苗置于一个有螺旋盖的玻璃瓶中，注入用漂白粉配置的适当浓度的消毒液，将材料完全浸没在消毒液中，盖上盖，将玻璃瓶置入超净工作台。在消毒期间把玻璃瓶摇动23次21。 消毒处理后，将瓶盖打开，将消毒液倒出，注入适量的无菌蒸馏水，再盖上盖，摇动数次，将水倒掉，如此重复34次。 将材料取出，置于一个已灭过菌的培养皿中。 在对植物材料进行消毒处理的同时，对所要使用的

32、器械进行消毒，方法是把它们蘸入95%的酒精中，取出后再置于酒精灯火焰上灼烧，待冷却后使用。所有操作器械需要在每次使用前消毒一次。 使用这些消毒过的器械由已经过表面消毒的马铃薯脱毒苗切取适当的单茎段。 2接种 将装有培养基的三角瓶的封口膜打开，将瓶口置酒精灯火焰上烘烤数秒钟，将单茎段接种到培养基上，每瓶接入10个茎段，每个浓度处理5瓶。然后迅速用封口膜封严。 3培养 将已接种好的三角瓶置于光照培养箱中培养，培养温度为212，光照14h/d，光强2000Lx22。 1.3 实验地点 本实验在东北农业大学马铃薯研究室进行。1.4 取样及测定方法 1.4.1取样方法接种20d后，随机取正常马铃薯脱毒苗

33、叶片测定脯氨酸含量，叶绿素含量。三次重复。各项指标的测定方法1叶绿素含量的测定 (分光光度计比色法) 提取叶绿素： 从植株上选取有代表性的叶片数张，于天平上称取0.10.5g鲜重，剪碎置研钵中，加蒸馏水56ml，石英砂少许，研成匀浆，再加入20ml丙酮，继续研磨至组织变白，无绿色。把提取液倒入小烧杯，加少量的丙酮冲洗研钵一次，静止3min，用一层加丙酮湿润过的滤纸过滤，再用丙酮将纸上色素冲洗干净，定容至50ml容量瓶中，摇匀，此即为叶绿素丙酮溶液，作测定用。 测量光密度：取一光径为1m的比色杯，注入上书业绿素丙酮溶液。另以80丙酮注入同样的比色杯中，作为空白对照，用分光光度计在652nm下测定

34、光密度。 计算结果：将测得的光密度D652代入公式C=（D6521000）34.5直接计算叶绿素浓度；叶绿素含量（mgg鲜重）=CV(1000W) (W为所用鲜组织的重量g 、C为叶绿素总浓度mg/l、V为叶绿素提取液的最终体积 ml)2脯氨酸含量测定(磺基水杨酸法)称取待测马铃薯叶片0.05-0.5g，分别置大管中，然后向各管加入5ml 3%磺基水扬酸溶液，在沸水浴中提取10min，冷却后过滤于干净试管中，滤液即为脯氨酸提取液。吸取2ml提取液于另一干净的具塞试管中，加入2ml冰醋酸及2ml酸性茚三酮试剂，在沸水浴中加热30min，溶液即呈红色。冷却后加入4ml甲苯，摇荡30S，静置片刻。用

35、吸管轻轻吸取上层红色脯氨酸甲苯溶液于比色杯，以甲苯为对照，520nm处比色。脯氨酸含量（ug/g）=X5/2/样重（g）第二章 结果与分析2.1 NaCl胁迫对马铃薯脱毒苗叶绿素含量的影响表2-1 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗叶绿素含量变化的方差分析变差来源平方和自由度均方FF0.05F0.01浓度间误差总和146.0147.36193.37381148.675.928.23* *4.077.59表2-2 叶绿素含量变化的多重比较120mmol/LNaCl80mmol/L NaCl40 mmol/L NaCl0(CK)40mmol/LNaCl80mmol/LNaCl0.913* *0.5247*

36、 *0.3740.539* *0.15070.3883图1 NaCl 胁迫下马铃薯脱毒苗叶绿素含量的变化由表2-1，可知FF 0.01，即P0.01，因此，叶绿素含量差异极显著。由图1可看出NaCl胁迫下马铃薯叶片叶绿素总含量变化趋势随NaCl浓度的升高逐渐降低，且处理间差异显著。正常情况下，马铃薯试管苗的叶色浓绿，叶绿素含量较高为1.456mg/g FW。由表2-2看出，低浓度40mmol/L盐胁迫下，叶绿素含量呈现大幅度下降，与对照间差异极显著（P0.01）。进一步梯度升高盐浓度至120mmol/L时，发现各处理间叶绿素含量呈现极显著（P0.01的下降趋势图 1），此时肉眼可见各处理试管苗

37、叶色间及与对照间的差异，表明盐胁迫破坏了叶绿素的合成或加速了叶绿素的分解，进而影响光合效率和植株生长。2.2 NaCl胁迫对马铃薯试管苗脯氨酸含量的影响表2-3 NaCl胁迫下马铃薯试管苗脯氨酸含量变化的方差分析变差来源平方和自由度均方FF0.05F0.01浓度间误差总和122.9442.8165.74381140.985.357.66* *4.077.59表2-4 脯氨酸含量变化的多重比较0(CK)40mmol/LNaCl80mmol/LNaCl120mmol/LNaCl80mmol/LNaCl40mmol/LNaCl28.9907* *30.5336* *26.8174* *2.17333

38、.71261.5429图2 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗脯氨酸含量从图2和表2-3、表2-4可以看出，正常条件下，马铃薯试管苗中的脯氨酸含量很低，为8.1988ug/g FW。40mmol/L盐浓度胁迫下，脯氨酸含量呈现极显著（P0.01）的增加。随盐浓度进一步梯度升高至80mmol/L时，脯氨酸含量呈上升趋势，在80mmol/L盐浓度下，脯氨酸积累量最高，为38.7324ug/g FW，是对照的4.72倍。但在120mmol/L盐浓度下 ， 脯氨酸的积累反而受阻，含量下降，但此时马铃薯的试管苗生长状态却最差，表明在一定盐浓度范围内（080mmol/L），脯氨酸含量的高低反映了植株受伤害的程度，

39、而当盐浓度超过植株的忍耐程度时，其组织和器官的生理代谢功能已被破坏，此时脯氨酸含量的高低就无任何意义。第三章 讨 论盐逆境是影响植物生长发育的主要原因之一。盐伤害植物的原因是因为大量的Na+造成营养亏缺；抑制需K+酶的活性26；取代质膜上的Ca2+27，导致膜透性增加，特别是盐胁迫下试管苗膜脂过氧化产物MDA的大幅度升高，更加剧了膜的通透性，致使细胞内 含物大量外渗，细胞功能基本丧失。已有的研究结果表明盐胁迫下植株吸收盐分并在体内积累，使Na+/K+比升高，膜结构和功能受到伤害，减少并阻碍光合产物的运输2325，本试验也支持这一结论。马铃薯试管苗对盐逆境的反应非常灵敏，低盐（0.2）浓度下，试

40、管苗体内的Na+含量、脯氨酸含量均极显著地高于对照，并随盐浓度的上升，各指标表现出大幅度的上升趋势。渗透调节是盐生植物和非盐生植物适应盐胁迫的主要生理机制之一。脯氨酸可作为酶和细胞结构的含氮化合物、渗透剂和疏水保护剂，保护植物组织免受胁迫伤害。本试验结果表明，盐胁迫下马铃薯可通过增加体内脯氨酸含量来维持渗透平衡，具有一定的 耐盐性。盐胁迫下马铃薯试管苗脯氨酸的积累量反映的是其受伤害的程度。当然，盐度超过马铃薯的耐受力时，脯氨酸含量的高低就无意义了。盐胁迫下，植物细胞色素系统遭到破坏，导致叶绿素含量降低。叶绿素和植物光合作用密切相关，其含量在一定程度上体现了植物光合能力的大小。叶绿素含量的降低又

41、导致叶绿素内囊体膜上色素蛋白复合体损伤，从而降低叶绿素对光能的吸收，影响内囊体膜的垛叠，使基粒的数量和质量下降，从而影响叶肉的光和活性，导致光合产物合成受阻。第四章 结 论4.1 叶绿素含量的变化本实验中，当盐浓度为0mmol/L (CK)、40mmol/L、80mmol/L、120mmol/L 时，马铃薯试管苗的叶绿素含量分别为1.456、1.0677、0.917、0.543，表明叶绿素含量随盐浓度的增加而显著降低。盐胁迫下，植物细胞色素系统遭到破坏，导致叶绿素含量降低。叶绿素和植物光合作用密切相关，其含量在一定程度上体现了植物光合能力的大小。因此，叶绿素含量可作为鉴定马铃薯生长土壤的盐分多

42、少的指标。4.2 脯氨酸含量的变化本实验中，当盐浓度为0mmol/L (CK)、40mmol/L、80mmol/L、120mmol/L 时，马铃薯试管苗的脯氨酸含量分别为8.1988、35.0162、38.7324、37.1895，表明脯氨酸含量随盐浓度的增加而逐渐增加；当盐浓度为80mmol/L时，脯氨酸为38.7324，含量达到最高。盐胁迫下，马铃薯试管苗脯氨酸的积累量反映的是其受伤害的程度。当然，盐度超过马铃薯的耐受力时，脯氨酸含量的高低就无意义了。注 释1 利容千，王建波：植物逆境细胞及生理学基础M，武汉大学出版社，2002年。2 刘友良，汪良驹：植物对盐胁迫的反应和耐盐性M，见：余叔

43、文，汤章城植物生理与分子生物学北京科学技术出版社，1998：752769。3 梁春波：马铃薯新型栽培种轮回选择材料耐盐性研究D，东北农业大学农学硕士学位论文，2006年6月。4 Drew M C, Lauchli A:The Role of the Mesocotyl in Sodium Exclusion from the Shoot of Zea mays L. (cv. Pioneer 3906) J. Exp Bot. 1987，38: 409418.5 王宝山，赵可夫，邹琦：作物耐盐机理研究进展及提高作物抗盐性的对策J.植物学通报，1997，14(增刊)：2530。6 赵可夫：植物抗

44、盐生理M，北京：中国科学技术出版社，1993. 230232。7 张海燕，赵可夫：盐分和水分胁迫对盐地碱蓬幼苗渗透调节效应的研究J. 植物学报，1998，40 (l): 5661。8 赵可夫，李军：“盐浓度对种单子叶盐生植物渗透调节及其在渗透调节中的影响”J. 植物学报，1999，41 (12)：1287。9 任东涛，张承烈：“河西走廊不同生态型芦苇可溶性蛋白质、总氨基酸和游离氨基酸分析”J.植物学报，1992, 34(9): 698。10 Jeschke W D. “K+ /Na+ exchange at cellular membranes，intracellular compartmen

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