碱性盐胁迫对不同类型野生大豆种子萌发及生长的影响(共15页)

1、 碱性盐胁迫对不同类型野生大豆种子萌发(mngf)及生长的影响摘要(zhiyo)野生大豆具有(jyu)许多优良形状，如耐盐碱、抗寒、抗病等，同时，因其营养价值高，又是优良牧草。野生大豆与大豆是近缘种，而大豆是中国主要的油料及粮食作物、故在农业育种上可利用野生大豆进一步培育优良的大豆品种。本试验，以两种野生大豆作为实验材料对其进行碱性盐胁迫，观察分析碱性盐胁迫对野生大豆萌发及生长的影响，实验证明Huinan06116对盐胁迫适应性非常弱，而Tongyu06311在Na+浓度为0到60mmol/L范围内对盐碱环境表现出一定的适应性，只在浓度超过60mmol/L时受到了较强的抑制，本实验结果为培育抗

2、盐碱栽培大豆提供量化参数体系。在探索野生大豆杂交培育栽培大豆过程中可以提高大豆的耐盐特性，从而扩大大豆的种植面积，在合理利用盐渍化弃耕地创造经济价值的同时，改善土壤质量。关键词：碱性盐胁迫 Huinan06116 Tongyu06311 萌发 生长AbstractWild soybean has many excellent shape, such as salinity, cold, disease, etc., but, because of its high nutritional value, but also a good pasture. Wild soybean and soyb

3、ean is closely related species, and soybeans are Chinas major oil and grain crops, it can be used in agriculture and breeding of wild soybeans further develop elite soybean varieties. The trial of two wild soybeans as experimental material its basic salt stress, observation and analysis of wild soyb

4、ean alkaline salt stress on germination and growth, proved Huinan06116 adaptation to salt stress very weak, and the Na+ concentration Tongyu06311 when 0 to 60mmol / L range in the saline environment showed some adaptability, only at concentrations exceeding 60mmol / L by the strong inhibition of the

5、 results for the cultivation of salt tolerance of soybean cultivation system to provide quantitative parameters. Exploring the wild soybean crossbreeding can improve the process of cultivated soybean soybeans tolerant characteristics, thereby expanding the soybean acreage in the rational use of Sali

6、nization Wasteland in creating economic value while improving soil quality.Keywords: alkaline salt stress Huinan06116 Tongyu06311 germination growth 目录(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc418960512 摘要(zhiyo) PAGEREF _Toc418960512 h 1 HYPERLINK l _Toc418960513 Abstract PAGEREF _Toc418960513 h 2 HYPER

7、LINK l _Toc418960514 第一节 前言(qin yn) PAGEREF _Toc418960514 h 4 HYPERLINK l _Toc418960515 1.1 土壤盐渍化及其对植物的伤害 PAGEREF _Toc418960515 h 5 HYPERLINK l _Toc418960516 1.2盐胁迫对豆科植物种子萌发特性的影响 PAGEREF _Toc418960516 h 5 HYPERLINK l _Toc418960517 1.3选题的目的与意义 PAGEREF _Toc418960517 h 5 HYPERLINK l _Toc418960518 第二节 实

8、验材料与方法 PAGEREF _Toc418960518 h 5 HYPERLINK l _Toc418960519 2.1材料培养与胁迫(xip)处理 PAGEREF _Toc418960519 h 5 HYPERLINK l _Toc418960520 2.2萌发率及生长(shngzhng)指标的测定 PAGEREF _Toc418960520 h 6 HYPERLINK l _Toc418960521 2.2.1萌发(mngf)的测定 PAGEREF _Toc418960521 h 6 HYPERLINK l _Toc418960522 2.2.2生长指标测定 PAGEREF _Toc4

9、18960522 h 6 HYPERLINK l _Toc418960523 2.3数据统计与作图 PAGEREF _Toc418960523 h 6 HYPERLINK l _Toc418960524 第三节 结果分析 PAGEREF _Toc418960524 h 6 HYPERLINK l _Toc418960525 3.1萌发率 PAGEREF _Toc418960525 h 6 HYPERLINK l _Toc418960526 3.2萌发势 PAGEREF _Toc418960526 h 8 HYPERLINK l _Toc418960527 3.3萌发指数 PAGEREF _To

10、c418960527 h 8 HYPERLINK l _Toc418960528 3.4活力指数 PAGEREF _Toc418960528 h 9 HYPERLINK l _Toc418960529 3.5下胚轴长度变化 PAGEREF _Toc418960529 h 10 HYPERLINK l _Toc418960530 3.6下胚轴及子叶生物量 PAGEREF _Toc418960530 h 10 HYPERLINK l _Toc418960531 3.7下胚轴及子叶含水量变化 PAGEREF _Toc418960531 h 12 HYPERLINK l _Toc418960532 第

11、四节 讨论 PAGEREF _Toc418960532 h 13 HYPERLINK l _Toc418960533 第五节 结论 PAGEREF _Toc418960533 h 14 HYPERLINK l _Toc418960534 参考文献 PAGEREF _Toc418960534 h 15第一节 前言野生大豆（Glycine soja Sieb. et Zucc）是豆科大豆属。一年生草本，缠绕细弱，疏生黄褐色长硬毛。叶为羽状复叶，具3小叶；小叶卵圆形、卵状椭圆形或卵状披针形；苞片披针形；萼钟状；雄蕊10，9与1两体；花柱短而向一侧弯曲。荚果狭长圆形或镰刀形，两侧稍扁，长723毫米，宽

12、45毫米，密被黄色长硬毛；种子间缢缩，含3粒种子；种子长圆形、椭圆形或近球形或稍扁，褐色、黑褐色、黄色、绿色或呈黄黑双色。野生大豆经过人工选择、杂交培育后，成为今天的栽培大豆。野生大豆的种子富含蛋白质，根据中国野生大豆资源目录的测定数据统计，在我国现已鉴定入库的6172份野生大豆资源中，蛋白质含量最高的为55. 70%，最低的有 29. 04%，平均含量是44. 90%，明显高于全国栽培大豆蛋白质含量的平均值1。这种高蛋白特性对人类具有极大的意义，而且这两个种之间没有生殖隔离和杂种不育性，高蛋白基因通过简单的杂交育种方法就可以传递到栽培大豆中去进行表达，野生大豆还具有对环境广泛的适应性和极强的

13、抗逆性。野生大豆通过适当的选育还可作为饲料作物、牧草和绿肥栽培2。 豆科植物根部(n b)有根瘤菌，因而具有(jyu)固氮能力，不仅能够提高(t go)退化土地的利用效率；还能通过其固氮能力改善土壤肥力。所以，豆科植物在创造经济价值的同时也为我们赖以生存的环境做出了巨大的贡献。在世界经济飞速发展的今天，耕地却遭到了巨大的破坏，其中不断加剧的土壤盐渍化问题不容小觑。中国的盐渍土资源量多且分布广泛。据全国第二次土壤普查数据，中国盐渍土总面积约3600万hm2，占全国可利用土地面积的4.88%。耕地中盐渍化面积达到920.9万hm2，占全国耕地面积6.62%3。可溶性盐分过多的土壤会对植物生长产生诸

14、多不利效应，这类土壤对植物造成的生长抑制称为盐胁迫4。豆科植物除了其经济效益外，其特有固氮作用还可以肥沃盐渍化的土壤，改善土壤盐渍化的生态环境。所以，对豆科植物抗盐碱能力强弱以及其逆境生理学的研究十分重要，对于盐渍化弃耕地的合理利用、盐渍化土壤的改善以及提高农业生产效率等方面都具有重要的意义。本研究以Huinan06116和Tongyu06311为实验材料，模拟碱性盐胁迫，分析两种野生大豆种子萌发过程中其萌发率及各生长参数所受到的影响，鉴定两种野生大豆在碱性盐胁迫下反映出的耐盐性差异。为野生大豆种质资源的保护研究提供帮助，同时为大豆优质新品种的选育及野生大豆的资源利用提供量化参数体系。1.1

15、土壤盐渍化及其对植物的伤害土壤盐渍化是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的现象或过程。作物生长在土壤中，受到里面所含的盐分的影响，土壤盐渍化的形成原因主要有地形、气候、土壤质地以及地下水、河流和海水。盐分是影响植物生长和产量的一个重要环境因子，高盐甚至会造成植物减产或死亡。盐胁迫几乎会影响植物所有的重要生命过程，如种子萌发出苗、生长、光合作用等，尽管盐胁迫下所有植物的生长都会受到抑制，但是不同植物对于致死盐浓度的耐受水平和生长降低率不同5。1.2盐胁迫对豆科植物种子萌发特性的影响经研究表明盐胁迫普遍对豆科植物种子的萌发产生抑制效果6-11，盐碱胁迫对

16、植物的整体影响为抑制植物细胞的正常分裂和分化，进而影响组织、器官的生长，加速植物的发育进程，缩短营养生长期乃至开花期。总而言之，盐胁迫不但会使豆科植物旳正常生长发育受到抑制，也会导致作物产量大大降低。1.3选题的目的(md)与意义本研究(ynji)以Huinan06116和Tongyu06311为实验(shyn)材料，模拟碱性盐胁迫，分析两种野生大豆种子萌发过程中其萌发率及各生长参数所受到的影响，鉴定两种野生大豆在碱性盐胁迫下反映出的耐盐性差异。为野生大豆种质资源的保护研究提供帮助，同时为大豆优质新品种的选育及野生大豆的资源利用提供量化参数体系。第二节 实验材料与方法2.1材料培养与胁迫处理H

17、uinan06116(W1)和Tongyu06311(W2)由植物生理实验室提供，材料培养在2015年4月上旬至5月上旬进行，将两种野生大豆种子放于有两层滤纸的培养盒内。每盒20粒，每个处理三个重复。从培养第一天开始胁迫处理，每天早晨9:00向培养盒中加入碱性盐胁迫处理液5ml，而对照组每天用蒸馏水培养。每天更换滤纸和处理液。培养七天，培养过程中定期记录结果。胁迫处理釆用NaHC03、Na2CO3以摩尔质量比1:1混合模拟碱性盐胁迫(A)， Na+浓度分别设置为30、60、90、120、150mmol/L五个胁迫浓度处理组，胁迫处理液由蒸馏水配制。2.2萌发率及生长指标的测定2.2.1萌发的测

18、定萌发率=发芽种子数供试种子数X100萌发势=规定日期（3天）内的发芽种子数/供试种子数100萌发指数t日内的发芽数，Dt相应的发芽天数2.2.2生长指标测定将萌发七天的野生大豆种子下胚轴和子叶分开，用直尺测量其下胚轴长(单位:cm)；将萌发七天的野生大豆种子的下胚轴和子叶分开，将表面水分吸干，用电子天平(精确度0.0001g)分别称量下胚轴和子叶的鲜重(单位:g)；将上述处理的野生大豆种子下胚轴和子叶装入信封于烘箱烘干至恒重，后用电子天平分别称量下胚轴和子叶的干重(单位:g)；下胚轴和子叶含水量的计算如下公式:含水量(WC)=鲜重(FW)干重(DW) 鲜重(FW)100%活力指数=第7天幼苗

19、下胚轴总鲜重种子发芽数（鲜重单位:g）2.3数据(shj)统计与作图利用(lyng)Microsoft Excel 2007进行数据统计、分析以及(yj)作图。每个数据均是三次重复的平均值。第三节 结果分析碱性盐胁迫对两种野生大豆萌发过程中各生长参数的影响3.1萌发率碱性盐胁迫下，Huinan06116各个胁迫处理组之间随着发芽日期的增加，各个试验处理组均呈现一致的变化趋势，且都与实验组差异显著，随着发芽日期的增加萌发率逐渐增大，萌发的第四天萌发率趋于平缓；不同浓度之间，随着胁迫强度的增大，萌发率呈现逐渐降低的趋势（图3-1），尤其是当Na+浓度达到150mol/L时，抑制效果更为显著，第七天

20、的萌发率分别比对照及其他胁迫试验组降低了98.28%、94.12%、92.86%、88.89%、75%。且在萌发的第四天萌发率趋于平缓，不同浓度处理组（不包含对照组）之间，随着胁迫强度的增大，萌发率呈现直线降低的趋势Y=0.233X36，R2=0.991（图3-2）。而Tongyu06311各个试验处理组呈现出不同的变化趋势，在Na+浓度为30、60mol/L时，萌发率虽然也有下降，但与对照组的差异并不明显，在萌发的第四天萌发率趋于平缓，而90、120、150mmol/L处理组从第三天开始萌发率就趋于平缓，且萌发率显著低于其他胁迫，随着胁迫强度的增大，萌发率呈现逐渐降低的趋势，尤其是当Na+浓

21、度达到150mol/L时，抑制效果更为显著，第七天的萌发率分别比对照及30、60mol/L试验组降低了80.7%、76.09%、66.67%，第七天的萌发率统计显示不同浓度处理组之间，随着胁迫强度的增大，萌发率呈现直线降低的趋势Y=0.599X90.518，R2=0.8802。相同浓度盐胁迫下，Tongyu06311相比Huinan06116萌发率普遍较高，Na+浓度从30150mmol/L，萌发率分别高出63.04%，57.58%，25%，0,90.91%。图3-1 碱性(jin xn)盐胁迫对Huinan06116萌发(mngf)率的影响图3-1 碱性(jin xn)盐胁迫对Huinan0

22、6116萌发率的影响图3-2碱性(jin xn)盐胁迫对Tongyu06311萌发(mngf)率的影响3.2萌发(mngf)势碱性盐胁迫下，野生大豆种子萌发三天的萌发势在不同处理组之间，随Na+浓度的升高均呈现下降趋势（图3-3）。Huinan06116在不同胁迫浓度试验组之间，随Na+浓度的升高，其萌发势回归方程为Y=0.416X53.968， R2=0.7151，且每个处理组均低于对照试验组，不同处理组分别比对照组降低了69.57%、76.09%、84.78%、93.48%和97.83%；Tongyu06311在不同胁迫浓度试验组之间，随Na+浓度的升高，下降幅度小于Huinan06116

23、，其萌发势回归方程为Y=0.6016X87.062，R2= 0.8981，各个对照组萌发势均低于对照组，分别比对照组降低了 28.07%、45.61%、80.7%、94.74%和85.96%。同一Na+浓度下，Huinan06116萌发势分别比相同浓度Tongyu06311萌发势减少了65.85%、64.52%、36.36%、0%和87.5%。 图3-3 碱性盐胁迫(xip)对野生大豆萌发势的影响3.3萌发(mngf)指数碱性(jin xn)盐胁迫下，野生大豆种子萌发指数的变化差异显著（图3-4）。实验结果显示，不同胁迫浓度试验组之间，随着Na+浓度的增加，Huinan06116实验组显示出显

24、著下降的趋势Y=0.047X7.2，R2=0.991，实验组分别比对照试验组下降了70.69%、75.86%、84.48%、93.1 %和98.28%；Tongyu06311显示出显著的下降的趋势Y=0.1197X18.0315，R2= 0.8802， Na+浓度在 90、120、150mmol/L 时就对萌发指数产生的明显的抑制，与对照组相比，分别下降了78.95 %、92.98%和80.7%。且在实验组中，Huinan06116种子比Tongyu06311种子的萌发指数受到了更明显的抑制，分别下降了64.03%、57.58%、25%、0和90.91%。图3-4 碱性盐胁迫(xip)对野生大

25、豆萌发指数的影响3.4活力(hul)指数碱性(jin xn)盐胁迫下，大豆种子活力指数在不同处理组之间，随Na+浓度的增加均呈降低趋势（图3-5）。Huinan06116随Na+度的增加，不同胁迫浓度实验组之间，活力指数回归方程为Y=0.00026X0.0382，R2= 0.7269，不同处理组分别比对照组下降了42.44 %、41.99%、100%、60.95%和100%；Tongyu06311随Na+浓度的增加，种子活力指数的下降趋势较Huinan06116较为平缓Y=0.00025X0.0361，R2=0.926，不同处理组分别比对照试验组下降了28.39%、39.32%、77.6%、9

26、4.01%和89.84%。图3-5 碱性盐胁迫对野生大豆活力指数的影响3.5下胚轴长度变化碱性盐胁迫下，Huinan06116种子下胚轴长度在不同处理组之间，随度的增加均呈显著降低趋势（图3-6）。随Na+浓度的增加，不同胁迫浓度试验组之间，下胚轴长度回归方程为Y=0.046X6.629 ，R2=0.5981， Na+浓度为150 mmol/L时，分别比对照组及其他胁迫组下降了91.8%、65.6%、65.7%、6.4%、28.3%，实验组分别比对照组下降了76.2%、76.08%、91.24%、88.57%、91.8%。Tongyu06311下胚轴长度随Na+浓度的增加，下胚轴长度同样呈现显

27、著的降低趋势Y=0.043X6.676， R2=0.6926， 但与辉南相比下降趋势较小，Na+浓度大于30就对下胚轴长度产生的明显的抑制，与对照组相比，分别下降了61.3%、65.9%、80.8%、81.1%、84.3%。相同浓度胁迫下，Tongyu06311的下胚轴长度分别比Huinan06116长35.9%，26.69%，52.31%，36.81%，45.37%。图3-6盐胁迫对野生大豆种子下胚轴(pi zhu)长度的影响3.6下胚轴(pi zhu)及子叶生物量碱性(jin xn)盐胁迫下，野生大豆萌发种子的下胚轴鲜重、干重在不同处理组之间，随Na+浓度的增加均呈现显著降低趋势（图3-7

28、）。Huinan06116种子随着Na+浓度的增加，不同胁迫处理组之间下胚轴干重回归方程为Y=0.0002X0.0307，R2=0.5691，根干重在Na+浓度为120和150 mmol/L时显著低于对照组，比对照组分别降低了 99.9%和100%；Tongyu06311种子在不同胁迫处理组之间下胚轴干重回归方程为Y=0.00037X0.045，R2=0.8346。实验组与对照组相比较，下胚轴干重随着处理液浓度的升高显著降低，分别比对照组降低了40.18 %、75.66%、98.21%、99.58%和99.21%。碱性盐胁迫下，野生大豆的下胚轴鲜重在不同处理组织间，随Na+浓度的增加均呈现下降

29、趋势，Huinan06116在不同胁迫处理组之间下胚轴鲜重回归方程为Y=0.0045X0.5351，R2=0.5947，下胚轴鲜重实验组显著低于对照组，比对照组分别下降了83.1%、85.98%、94.86%、97.31%和100%；Tongyu06311在不同胁迫处理组之间下胚轴鲜重回归方程为Y=0.0048X0.6036，R2= 0.8641，当Na+浓度高于30mmol/L时，下胚轴鲜重随着处理液浓度的升高显著降低，分别比对照组降低了42.25%、64.88%、95.29%、99.59%和 98.03%。碱性盐胁迫下，野生大豆种子子叶干重在不同胁迫处理组之间随Na+浓度的增加呈现先升高后

30、降低的趋势，但变化不显著（图3-8）。子叶鲜重在不同胁迫处理组之间随Na+浓度的增加出现一定的波动，但趋势较小且无规律。图3-7碱性(jin xn)盐胁迫对野生大豆种子下胚轴鲜重和干重的影响图3-8 碱性盐胁迫对野生大豆种子子叶鲜重及干重(n zhn)的影响3.7下胚轴及子叶(zy)含水量变化在碱性(jin xn)盐胁迫下，野生大豆种子在不同处理组之间随Na+浓度的增加，下胚轴和子叶的含水量均呈现降低的趋势（图3-9）。子叶中含水量变化不显著且变化无规律。Huinan06116种子下胚轴中含水量在实验组中显著低于对照组，比对照组分别下降了82.87%、85.9%、 94.62%、97.15%和

31、100%。Tongyu06311种子下胚轴含水量在Na+浓度高于90mmol/L时显著低于对照组，分别比对照组下降了95.09%、99.59%和97.93%。图3-9 碱性盐胁迫对野生大豆种下胚轴、子叶含水量的影响第四节 讨论碱性盐碱胁迫处理后对延长(ynchng)豆科植物种子的萌发时间、植物下胚轴和子叶的生长状况，以及植株的生长状态均有显著影响。野生大豆对盐碱的敏感时期主要在萌发阶段(jidun)。萌发势、萌发指数及种子活力指数的大小表明发芽速率的快慢，而种子发芽(f y)速率和生长量的综合反映正是表明种子活力强弱的指标；下胚轴长度、下胚轴及子叶干重、鲜重等参数反映了种子生物量的积累，生物量

32、的积累是衡量其生长的重要指标；含水量直接反映了盐胁迫对植物造成渗透胁迫的大小。盐碱胁迫条件下，植物体含水量能够反映其在逆境下保水能力，也间接地反映其对盐碱环境的适应能力。植物体内含有一定量的水分不仅可以参与植物体各种生理反应，还可以在植物体受到外界环境因子胁迫时维持植物体的基本生理反应，维持植物的正常生长状态，使植物体可以在恶劣的条件下存活下来。本实验中，野生大豆的萌发率变化规律相似，都随着盐浓度的增加，呈现降低的趋势，Huinan06116的萌发率的抑制十分显著，同时还延迟了种子萌发的时间；Tongyu06311种子的萌发时间同样推迟了，但是由于其具有抗盐特性，在一定Na+浓度范围内，萌发率

33、受到的影响较小，从实验结果中可以看出，碱性盐胁迫下，两种野生大豆种子在第四天到第七天之间已经不再萌发，这显示了碱性盐胁迫的抑制效果显著。野生大豆在碱性盐胁迫下植物生物量的积累均被抑制了，因为植物适应性生长需要大量的物质与能量，而在严酷环境下，植物不得不以牺牲生长为代价来抵抗外界不良环境。从下胚轴长度与生物量可以直接体现两种品种野生大豆受碱性盐胁迫影响程度，尤其下胚轴是最先感受到胁迫信息的部位。当野生大豆种子萌发过程中感受到盐胁迫时，为了继续生存，野生大豆会增强自身调节性能，产生一定响应来抵制盐胁迫，适应不良环境，但当下胚轴处于高胁迫浓度时，已超出其自身调节能力范围，仅凭自身调节已不能避免伤害，对生