盐胁迫对不同秋眠等级紫花苜蓿光合作用的影响

盐胁迫对不同秋眠等级紫花苜蓿光合作用的影响
陈托兄
【摘要】用0、50、100、150和200 mM NaCl溶液处理不同秋眠等级紫花苜蓿标准品种Maver-ick、Archer和CUF101，观察形态特征和盐害级别，测定叶片净光合速率（Pn）、细胞间隙CO2浓度（ Ci）和气孔导度（ Gs），分析盐胁迫对不同秋眠等级紫花苜蓿光合特性的影响。

不同秋眠等级紫花苜蓿植株叶片盐害级别随品种和处理浓度不同而不同，但均随NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而加大。

在较低NaCl浓度下Maverick、Archer和CUF101光合响应存在着预警阶段－恢复阶段－耗尽阶段，在高NaCl浓度下，所有的供试品种光合响应直接进入耗尽阶段。

%The photosynthetic responses of Maverick, Archer and CUF101 to salinity stress by different NaCl concentrations(0, 50, 100, 150, 200 mM) were studied in this project, observing morphological features and levels of salt injury.The net photosynthetic rate(Pn), intercellular CO2 concentration (Ci) and stomatal con-ductance( Gs) were measured using Li-6400 under NaCl stress.with the increase of the NaCl concentration and stress time, the level of salt damage had increased in Maverick, Archer and CUF101, while the level of salt damage was different between the varieties and treatments.The photosynthetic response consisted of alarm phase, phase of resistance or phase of restoration, phase of exhaustion, under 50 and 100 mM NaCl.While the photo-synthetic response had nothing but phase of exhaustion, under 150 and 200 mM NaCl.
【期刊名称】《渤海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(000)002
【总页数】4页(P152-155)
【关键词】秋眠性;Maverick;Archer;CUF101;光合作用
【作者】陈托兄
【作者单位】渤海大学学报编辑部，辽宁锦州 121013
【正文语种】中文
【中图分类】S332.6
紫花苜蓿素有“牧草之王”的美誉，是世界上栽培最广，也是中国分布最大，栽培历史悠久，具有较高的地上生物量，且饲养营养价值高等优良性状
〔1,2〕.苜蓿秋眠性(fall dormancy)是苜蓿在秋季由于光照减少和气温下降，导致苜蓿形态类型和生产能力发生的变化
〔3,4〕，是苜蓿品种鉴定的一个必测指标
〔5〕.秋眠性实际上是有关生长习性和生理功能的遗传特性，这种遗传变
化主要源于世界不同苜蓿变异中心的不同基因源.早在上世纪20年代，美国科学家首次作了苜蓿秋眠性的报道.1998年，北美苜蓿改进会议(NAAIC)提出了11级秋
眠性等级及标准对照品种，其中Maverick、Archer和CUF101分别是秋眠性等
级1、5和9的标准对照品种，Maverick属于秋眠类型，Archer属于半秋眠类型，CUF101属于非秋眠类型.迄今为止，对盐胁迫下秋眠性苜蓿的光合机制的研究报
道甚少，因此，研究盐胁迫如何制约不同秋眠等级紫花苜蓿光合作用，以及不同秋眠等级紫花苜蓿光合作用如何适应盐渍生境都具有重要的意义.
于2007年10月15日分别选取Maverick、Archer和CUF101籽粒饱满、大小一致、无病虫的种子，播种于装有草炭和蛭石(2：1)的塑料花盆(直径16厘米).每品种15盆，每盆播种20粒.苗齐后每盆去弱小苗，留健壮苗10株.处理时间为2008年5月1日，处理溶液用含0，50，100，150，200mM NaCl的Hogland营养液，在处理第2，4，6，8，10，12，15天观察植株叶色变化和叶片萎焉情况.在第1，3，5，7，9，11天测定不同品种苜蓿叶片的光合指标，测定仪器为Li-6400光合仪，具体时间为9：00-11：30，测定指标主要包括：叶片净光合速率(Pn, μmolCO
2/m
2·s)、细胞间隙CO
2浓度(Ci, μmolCO
2/mol)和气孔导度(Gs, molH
2O/m
2·s).
2.1 不同浓度NaCl处理对紫花苜蓿叶片的危害
Maverick、Archer 和CUF101在NaCl胁迫下的盐害级别反应如表1所示，其中盐害分级标准依据参考文献
〔6〕，不同品种紫花苜蓿受到盐胁迫后，首先在形态上表现为成熟叶片受害，叶片逐渐变黄.50mM NaCl处理下第2天时，Maverick、Archer和CUF101和盐害症状均为0.5，100 mM NaCl处理下，Maverick叶片在处理第2天时盐害级别为1.5，Archer和CUF101的盐害级别均为1.0；盐处理15天时Archer和CUF101为极度盐害，Maverick盐害级别为3.5.150mM NaCl处理15天时，Maverick、Archer和CUF101盐害级别为5，即所有的植株叶片枯萎
死亡.200 mM NaCl处理2天时，Maverick、Archer和CUF101盐害级别为重
度盐害；处理10天，Maverick和Archer全部叶片枯萎死亡.处理12天，
CUF101盐害级别达到5，所有的叶片死亡.由此可见，虽然盐害级别随品种和处
理浓度不同而不同，但均随NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而加大.
2.2 不同浓度NaCl处理对紫花苜蓿光合作用的影响
从图1可见，50 mM NaCl处理Maverick第1天时，净光合速率(Pn)高于对照.
对照组Maverick的净光合速率变化不明显.随着盐处理浓度的增加，Maverick叶片净光合速率明显降低，50 mM、100 mM、150 mM、200 mM NaCl处理下，净光合速率分别在处理的第3、5、9、7天降低到最低点，其中较低浓度处理下，净光合速率随处理时间的延长均有一定程度的回升，50 mM和100 mM均在第7天回升到最高点，随着盐处理时间的继续延长，净光合速率持续下降.Maverick对照组的Ci变化不明显.50 mM NaCl处理下，细胞间隙CO
2浓度变化趋势与净光合速率一致.100 mM NaCl处理下，细胞间隙CO
2浓度也是先下降后升高，在第5天达到最高点后随着处理时间的延长Ci 降低至310 μmolCO
2/mol左右.Maverick对照组和处理组的Gs变化趋势与其Pn的变化趋势基本一致.
从图2可见，对照组Archer的净光合速率、细胞间隙CO
2浓度和气孔导度变化不明显.50 mM NaCl处理下，净光合速率在第5天降至最低点，在此之后，随着盐处理的继续逐渐回升，细胞间隙CO
2浓度变化趋势与净光合速率一致，气孔导度在第3天降到最低.100mM
处理下净光合速率、细胞间隙CO
2浓度和气孔导度持续下降，气孔导度在第9天降低至0.23和第11天降至0.20 molH
2O/m
2·s.
图3表明，对照组CUF101的净光合速率变化不明显.50 mM NaCl处理下，第3天净光合速率降低，第5天升高且高于第1天，接下来的时间是持续下降，细胞
间隙CO
2浓度第3天开始持续下降，气孔导度变化规律与净光合速率基本一
致.100 mM NaCl 处理下，净光合速率持续下降，细胞间隙CO
2浓度和气孔导度从第3天开始持续下降.
150 mM和200 mM NaCl处理下，Maverick、Archer和CUF101净光合速率、细胞间隙CO
2浓度和气孔导度均一直下降，直至所有叶片死亡.
Maverick、Archer和CUF101受到盐胁迫后，首先表现为成熟叶片失水，萎蔫下垂，叶片边缘变黄，进而蔓延到整个叶片，直至焦枯，高浓度下全部叶片枯死.盐
害级别随品种和处理浓度不同而不同，但均随NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而加大.Larcher曾提出逆境下植物对胁迫的反应存在三个阶段，即预警阶段-抗性
阶段或恢复阶段-耗尽阶段
〔7，8〕.本试验中，在较低NaCl浓度下存在着预警阶段-恢复阶段-耗尽阶段，为Larcher的假说在盐胁迫下的适用性提供了一个很好的例证.这也和在海
滨锦葵中所得到的结果相吻合，其中不同点是不同秋眠等级紫花苜蓿耐受的盐浓度
远远低于海滨锦葵，究其原因之一为紫花苜蓿是甜土植物而海滨锦葵是盐生植物.
盐胁迫超出植物可以承受的阈值，不同秋眠等级的紫花苜蓿出现死亡.
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