锌对盐胁迫下小麦幼苗生长的影响及其生理分子机理研究

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盐胁迫降低植物对锌和其他矿物质的吸收,并导致植物营养失调。锌是所有生物体必需的微量营养元素,并密切参与了植物体内的生命代谢活动。锌在维持植物耐盐性中的地位是至关重要的,然而关于锌在植物耐盐性中的作用这方面的研究很少。因此,加强锌对盐胁迫下小麦(Triticum aestivumLinn.)幼苗的生理分子机理的研究,可揭示作物的抗逆机制,这对盐渍区农作物生产具有重要的指导意义。本研究选取高锌累积品种京冬8号和耐盐品种石4185为研究对象,研究了盐胁迫和加锌后盐胁迫条件下,对小麦幼苗生长的影响及其生理分子机理,以期探讨锌在小麦盐胁迫中的作用,为农业生产和育种上筛选耐盐并且具有高锌累积能力的小麦品种提供理论依据和参考指标。试验采用室内水培的方法,水培实验以50mM的NaCl模拟盐胁迫,1uM的Zn加入50mM的NaCl模拟锌盐交互胁迫。水培实验溶液均用1/2Hogland营养液配制,胁迫结束后,测定胁迫期间植株高度、根长、丙二醛含量、可溶性糖、Na+含量、抗氧化酶SOD、APX、POD的含量,并做了PI、DAPI、ROS、DAB以及NBT染色,用荧光定量的方法测定了TaSOS1和TaNHX1的表达。主要结果如下:1、盐胁迫小麦幼苗20天后,石4185和京冬8号的相对根长和相对株高相比对照都下降,补充锌后的盐处理,两个品种的相对根长和株高相比单独盐处理的都上升。说明50mM盐处理显著抑制小麦幼苗的生长,锌缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的伤害。2、盐胁迫影响大部分抗氧化酶的活性,补充锌后的盐处理,两个品种叶中SOD活性与单独盐处理的相比都显著上升,而叶中APX活性与单独盐处理的相比都下降,根中APX活性上升,两个品种叶和根中POD活性与单独盐处理的相比都下降。3、补充锌明显缓解京冬8号小麦品种的细胞膜氧化伤害,并且与石4185相比,京冬8号在补充锌处理后的盐胁迫下体内累积的活性氧水平要低得多,从而保护了细胞膜的完整性并减小了根尖细胞的死亡率。这说明锌降低H2O2和O2-的水平,锌增加抗氧化酶的活性。此外补充锌有效降低了小麦根尖细胞中盐诱导的程序性死亡。4、两个小麦品种在补充锌的盐处理过的叶和根中Na+含量显著减少,且京冬8号的根和叶中Na+含量都比石4185低。5、补充锌后TaSOS1和TaNHX1在根中的表达进一步增加。TaSOS1的表达增加可以提高植物体内Na+的外排,而TaNHX1的表达增加,使得Na+滞留在根细胞液泡中,从而降低Na+从根到茎的运输。
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