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盐渍化是影响土地生产力的重要障碍因子,严重制约了粮食生产和农业可持续发展。棉花是盐碱地种植的先锋作物,随着耕地面积的减少,棉花种植逐渐向盐碱地集中,因此大力提高盐碱地棉花产量已经成为棉花生产的主攻方向。开展盐分影响棉花生长发育的生理机制研究,可以为优化滨海盐土植棉技术及培育高耐盐品种提供理论依据。本论文包括两部分内容：1、以14个在不同年代黄河流域黄淮棉区和长江流域下游棉区大面积推广的棉花品种为材料,在NaCl胁迫下进行棉花萌发期和苗期的耐盐性评价及耐盐指标筛选。2、以耐盐性差异较大的两个棉花品种(中棉所44,耐盐品种；苏棉12号,盐敏感品种)为材料,采用混合盐分,研究土壤盐分对不同基因型棉花离子运移、根系生理及光合生理的影响,并从抗氧化酶活性、内源激素平衡和膜生理的角度探讨土壤盐分影响棉花光合性能的生理机制。主要研究结果如下：1.棉花萌发期和苗期耐盐性评价及耐盐指标筛选以14个在不同年代黄河流域黄淮棉区和长江流域下游棉区大面积推广的棉花品种为材料,在NaCl胁迫下进行棉花萌发期和苗期的耐盐性评价及耐盐指标筛选。结果表明,150mmol·L-1NaCl水溶液是进行棉花耐盐性鉴定的适宜浓度。棉花的耐盐性在生育期和品种间表现不同,中棉所44和中棉所177是萌发期和苗期均表现稳定的耐盐品种,表现稳定但不耐盐品种有中棉所102、苏棉12号和泗棉3号,表现稳定且中等耐盐品种有中棉所103、德夏棉1号和美棉33B。发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和鲜重的盐害系数可以作为棉花萌发期耐盐鉴定指标,株高、叶片伸展速率、地上部干重、根系干重、根系活力和净光合速率的盐害系数可以作为棉花苗期耐盐鉴定指标。2.土壤盐分影响棉花产量形成的生理机制(1)以耐盐性差异较大的两个棉花品种(中棉所44,耐盐品种；苏棉12号,盐敏感品种)为材料,采用混合盐分,研究土壤盐分对棉株离子吸收、运输和分配的影响。结果表明,土壤盐分降低棉株干物质重,对地上部分影响大于根系,同时降低了根系吸水能力,抑制了水分从根系向叶片的运输。盐胁迫显著影响棉株体内离子分布,随盐分水平升高,棉株各器官Na+.Cl-和Mg2+含量升高,K+和Ca2+含量降低,各器官中K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+比值降低,尽管K+含量呈降低趋势,但叶片中K+含量并未超出临界浓度。棉花茎枝是棉株重要的离子库,可以通过输出K+/Ca2+和Mg2+和纳入Na+来提高耐盐性。但是棉株不能有效控制Cl-向叶片运输,致使叶片中Cl-含量较高。随盐分水平升高,根系向茎枝选择性运输K+、Ca2+和Mg2+的能力降低,但是茎枝向叶片及蕾花铃选择性运输K+、Ca2+和Mg2+的能力升高,这使得叶片和蕾花铃中K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+匕值在高盐水平下不至于下降过多。耐盐品种中棉所44茎枝截留Na+的能力、叶片拒Cl-的能力及茎枝向叶片选择性运输K+、Ca2+和Mg2+的能力较强,是其耐盐性较高的重要原因。(2)以耐盐性差异较大的两个棉花品种(中棉所44,耐盐品种；苏棉12号,盐敏感品种)为材料,设置对照、盐胁迫、干旱胁迫和盐旱胁迫4个处理组合,研究土壤盐分与干旱对棉花根系生理特性的影响。结果表明,干旱、盐分和盐旱胁迫处理显著降低了根系干物质重,不同处理对根干重的影响以盐旱胁迫最大,干旱次之,盐胁迫最小。三种胁迫处理降低了根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,导致丙二醛(MDA)含量升高,根系活力降低。胁迫处理下根系质膜磷脂含量量降低,糖脂含量上升,磷脂/糖脂比值降低,同时根系质膜棕榈酸、硬脂酸和油酸含量升高,亚油酸和亚麻酸含量降低,导致双键指数减小,质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性降低,导致根系胞质内H+、Ca2+的稳衡被打破,代谢紊乱,根系活力降低。干旱、盐分和盐旱胁迫处理对根系生理特性的影响以盐旱最大,干旱次之,盐胁迫最小。三种胁迫处理下中棉所44根系中相对较高的抗氧化酶活性,较稳定的磷脂/糖脂比值,较高的双键指数保证了较高的质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性,是其抗逆性高于苏棉12号的主要原因。(3)以耐盐性差异较大的两个棉花品种(中棉所44,耐盐品种；苏棉12号,盐敏感品种)为材料,采用混合盐分,研究土壤盐分对棉花叶片抗氧化酶活性、激素生理、膜生理和光合生理的影响,结果表明,随盐分水平升高,超氧阴离子(O2-·)生成速率和过氧化氢(H2O2)含量迅速升高,达到一定量后趋于稳定,可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先上升后降低趋势,过氧化物酶(POD)活性则呈持续升高趋势。生长素氧化酶(IAAO)活性在5.80dS-1时降低,但随着盐分水平升高而升高；生长素(IAA)含量在5.80dS"1时上升,但随盐分水平上升,IAAO活性升高,导致IAA含量逐渐下降。盐胁迫下棉花功能叶中ABA含量上升；赤霉素(GA3)含量在5.80dS-1时上升,随后逐渐下降；细胞分裂素(ZR)含量在盐胁迫下迅速降低。高于5.80dS-1盐分水时,耐盐品种中棉所44叶片中IAA含量低于苏棉12号,而IAA和GA3含量则低于苏棉12号；品种间ZR含量差异较小。2品种IAA/ABA、GA3/ABA和ZR/ABA比值随盐分水平的升高而下降,耐盐品种中棉所44功能叶中IAA/ABA、GA3/ABA和ZR/ABA比值高于盐敏感品种苏棉12号。盐分处理下,叶片中较高的SOD和POD活性和较强的协调自身激素平衡的能力,是中棉所44在盐胁迫下保持相对较高净光合速率(P。)的重要原因。盐分处理下,棉花叶片中棕榈酸、硬脂酸及油酸含量升高,而亚油酸和亚麻酸含量降低,不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸含量比值升高,双键指数降低。脂氧合酶活性的差异是导致品种间膜脂过氧化程度不同的主要原因之一,低于13.70ds m-1水平时,膜脂过氧化是活性氧和脂氧合酶共同作用结果,高于此水平时,膜脂过氧化主要由脂氧合酶活性升高导致。双键指数的降低增加了棉花叶片光系统Ⅱ的光抑制,降低了光能转化效率,导致Pn降低。此外,高于5.80dS m-1盐分处理提高了棉花功能叶对日间光辐射强度和温度的敏感程度,导致光温抑制现象加重,并改变了P。和气孔导度(Gs)的日变化趋势,使其由单峰曲线逐渐变为持续下降趋势。耐盐品种中棉所44催化脂肪酸氧化能力较弱,从而有助于维持相对较低的不饱和脂肪酸含量及膜脂过氧化水平。较高的不饱和脂肪酸含量是中棉所44功能叶的净光合速率较苏棉12号高的重要原因之一。