nacl胁迫下外源si调控甘草生长的生理生化机制研究

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1、分类号密级UDC单位代码10733甘肃农业大学硕士学位论文NaCl胁迫下外源Si调控甘草生长的生理生化机制研究StudiesonExogenousSilicononGlycyrrhizauralensisphysiologicalMechanismunderNaClStress崔佳佳指导教师姓名张恩和教授(甘肃农业大学兰州730070)张新慧副教授(宁夏医科大学银川750004)学科专业名称药用植物资源与利用研究方向西北特色药用植物驯化栽培与繁育论文答辩日期2016年5月28日学位授予日期2016年6月答辩委员会主席景明教授评阅

2、人韩清芳教授舒少华副教授2016年6月甘肃农业大学2016硕士学位论文摘要盐胁迫是限制北方地区甘草人工栽培的关键因素之一。如何缓解NaCl胁迫对甘草生长的伤害，稳定和提高甘草的产量品质已成为亟待解决的问题。本文以甘草(GlycyrrhizauralensisFisch．）为研究材料，设计5个盐处理，通过盆栽试验，研究不同++浓度下Si对甘草产量、品质、抗逆生理指标、碳氮代谢以及K、Na和Si含量的影响，进行多层面分析比较，明确Si对NaCl胁迫下甘草生长发育的影响机制，寻求不同盐浓度下对甘草生长发育综合最优的Si浓度，为盐渍环境

3、下甘草的高产优质栽培提供重要的理论依据。主要研究结果如下：(1)NaCl胁迫导致甘草地上部分的生长和根部的生长受阻，引起生物量和产量降低。加Si处理显著提高甘草的株高、根长、茎粗、分枝数和侧根数等，且显著促进了甘草生物量的增加，提高NaCl胁迫下甘草的保苗数。在不同浓度NaCl胁迫下，施加外源Si对不同指标的影响因时间和浓度的不同而存在差异。在所有处理中，Si最高促进株高增加69.32%，茎粗最大增加28.63%，根长最多增加27.51%，侧根数增加达到2.06倍，根粗最多增加40.74%。加Si处理也显著促进生物量的积累，根干

4、重增加最高达到90.06%，茎干重达到50.78%，叶干重最大增幅达到79.31%，保苗数最高增加48.48%。(2)甘草在NaCl胁迫下，外源Si通过调控其抗氧化酶系统的酶活性和渗透调节物质积累量，进而缓解NaCl胁迫造成的膜脂过氧化伤害。适宜浓度Si处理下甘草叶片SOD，POD，CAT活性较Si0处理均显著增加。SOD活性在所有Si浓度下最高增加42.03%，POD最高增加55.29%，CAT最高增加74.67%。经过整合发现，适宜浓度的外源Si处理对CAT活性的作用最显著。加Si处理也显著影响渗透调节物质的积累量，脯氨酸含

5、量最多下降39.72%，可溶性蛋白含量最高增加88.19%，可溶性糖含量最高增加99.44%，Si也显著影响NaCl胁迫下膜脂过氧化作用，MDA含量最多降低42.38%，质膜相对透性增加达到43.15%。(3)碳氮代谢能够基本反映出物质积累状况，且这些代谢主要靠酶类来完成。外源通过加Si处理调控碳氮代谢系统酶类活性，进而缓解NaCl胁迫对碳氮代谢产物积累量造成的伤害。加Si处理显著提高NaCl胁迫下甘草叶片的SS、SPS、GS和NR的活性，且显著增加代谢产物的含量。在不同Si浓度处理下SS最高增加49.64%；SPS增加54.7

6、5%；NR最多增加50.18%；GS最大增加163.34%。Si对总糖含量影响不显著，最多仅上升25.70%，显著增加氮代谢产物全氮的含量，最多增加65.89%。1甘肃农业大学2016硕士学位论文+++(4)K/Na可以作为衡量植物抗盐性的决定因子，在NaCl胁迫下，主要以Na对甘++++草造成伤害。加Si处理显著降低Na含量，促进植物体内K含量增加，K/Na也随之+增加。加Si处理对叶片的影响作用最大，茎部次之，对根部影响最小。Na在根部最高+降低0.74倍；茎最高降低0.56倍；叶片最高降低0.56倍，K最高在根部最高增加1

7、.16++倍；茎部增加60.17%；叶片增加41.86%，K/Na在根部最高增加64.35%；茎部增加++100.57%；叶片增加109.94%。Si促进甘草对K的吸收，抑制对Na的吸收，从而提高++K、Na选择性比率，进而缓解盐胁迫的离子毒害作用。(5)在NaCl胁迫下，外源Si的加入明显提高其在甘草体内的含量也是其缓解盐胁迫的机制之一。本研究发现Si含量在根茎叶中的分布存在差异，次序为叶片>茎部>根部。++根部最多为Si0处理的2.20倍；茎部是2.38倍；叶片2.09倍。且Si的含量与K和Na++含量具有相关性，K和Na的

8、含量影响代谢产物的积累量。综上所述，Si通过提高抗氧化系统的酶活性减轻活性氧及自由基对甘草叶片的毒++害，通过调控K、Na和Si的吸收和分配来缓解盐胁迫造成的离子毒害，进而改善碳氮代谢水平，最终缓解盐胁迫对甘草的伤害，促进甘草在盐胁迫条件下正常生长，提高其抗盐能