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土壤盐碱化对农作物的生长、产量及品质产生巨大影响,极大限制了现代农业可持续发展。改良盐碱地、培育耐盐碱品种及增强耐盐碱抗性是盐碱地农作物生产的有效措施。生物刺激素是指能够改良土壤、促进生长、增强抗逆性及改善作物品质的一类物质或微生物,具有环保无害等优势。多糖具有调节免疫、抗氧化、降低血脂血糖和抑制肿瘤等多种生理活性,已广泛应用于功能食品及医药保健等领域,并且作为一种环境友好型生物刺激剂也已日渐应用于农业生产。藜麦多糖(Quinoa polysaccharide,QPS)具有多种活性,已应用于健康食品等。藜麦多糖是否可作为生物刺激剂应用于农业生产尚未见报道。为此,本课题首先鉴定藜麦多糖的体外抗氧化活性,并以北方大宗作物小麦为试材,利用水培体系进行盐碱胁迫试验,系统评估藜麦多糖对小麦耐盐碱的增强效应与作用机理,为其开发成具有改良土壤、促进生长、增强抗逆性和改善品质多重功效的新型环保生物刺激素奠定科学基础。主要研究结果如下:(1)QPS体外抗氧化特性的鉴定。结果显示,1~5 mg·m L-1的QPS对DPPH自由基和羟基自由基均有一定的清除能力,且清除效果呈剂量依赖性,5 mg·m L-1QPS对DPPH自由基和羟基自由基的清除率分别为70%和90%,但低于同等浓度下的对照抗坏血酸的效果。(2)适宜盐碱胁迫浓度的筛选。结果显示,不同浓度盐胁迫(50、100、150、200、250、300、350 mmol·L-1)和不同浓度碱胁迫(50、100、150、200、250、300 mmol·L-1)均可抑制小麦种子萌发和幼苗生长。通过生长表型、抗氧化酶活性、叶绿素含量及丙二醛含量等指标的综合分析,选择盐胁迫150 mmol·m L-1和碱胁迫50 mmol·m L-1用于后续研究。(3)QPS适用体系的建立。结果显示,在不同浓度藜麦多糖(0、0.5、1、1.5、2g/L)浸种后,小麦种子的发芽率、发芽势、根长、芽长及茎粗半径均提升,且与多糖浓度呈现正相关。在正常培养条件下,用不同QPS浓度(0、0.5、1、1.5、2g/L)进行叶面喷施和根部灌注两种方式处理。结果表明,叶面喷施显著促进小麦幼苗的生长且与多糖浓度呈现正相关,而根部灌注则对小麦幼苗的生长有一定程度抑制作用。所以,后续研究选择叶面喷施处理研究其对境胁迫下小麦生长的影响。。(4)QPS增强小麦种子及幼苗抗盐碱能力的效果研究。在盐胁迫浓度和碱胁迫浓度分别为150 mmol·L-1和50 mmol·L-1时,用不同QPS浓度(0、0.5、1、1.5、2 g/L)进行浸种处理后,显著促进小麦种子发芽率、发芽势、根长、芽长、干重和鲜重。其中1 g/L QPS浸种可缓解盐碱胁迫对小麦种子萌发的抑制效应。1.5 g/L QPS处理可缓解盐碱胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。在盐碱胁迫下,施用1.5 g/L QPS能显著提高小麦幼苗的抗氧化能力、叶绿素含量及脯氨酸含量,进而降低了细胞膜透性及丙二醛含量。QPS处理还可上调Ta CRT、Ta CCD1、Ta SOS1、Ta NHX2、Ta HKT2;1、Ta AQP6、Ta AQP7和Ta AQP8等胁迫相关基因的表达,QPS处理可降低盐碱胁迫24 h后的离子毒性,增加小麦幼苗吸水率。综上所述,QPS具有良好的体外抗氧化活性。QPS能够促进小麦种子萌发和幼苗生长。QPS可以有效缓解盐碱胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用。上述结果揭示了藜麦多糖在促进小麦抗盐碱胁迫方面的精准功能,为藜麦多糖作为植物刺激素的开发利用奠定了科学基础。