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1、亚麻响应盐、碱胁迫的生理特征作者:郭瑞、李峰等植物生态学报2016,40(1):69–79科学问题:通过研究亚麻盐胁迫和碱胁迫的响应机制,揭示植物抗盐碱机制,为最终培育出新的抗盐碱植物品种打下基础,为盐碱化地的恢复和治理提供理论支持。盐、碱胁迫对植物的响应机制是否有差别?思路:一、选题的理论意义与实践意义:亚麻(Linumusitatissimum)不仅是重要的油料作物,还是一种工业原料。另外,亚麻的天然纤维具有吸汗、透气性良好和对人体无害等特点。盐胁迫主要是渗透胁迫和离子毒害,它影响各种离子在植物细胞内的分布,破坏胞内离子平衡,植物必须进行渗透调节并在细胞内重建离子。碱胁迫
2、与盐胁迫相比,除了渗透胁迫和离子毒害外,还涉及高pH值伤害。植物应对碱胁迫,不仅要进行细胞内pH值调节以保持离子平衡,同时还必须付出大量的物质和能量来调节根际微环境的pH值。为此,本试验利用中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐NaHCO3、Na2CO3混合模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,对亚麻进行14天胁迫处理,测定其地上部分和根生长速率、光合特征、离子平衡及有机渗透调节物质积累,以探讨亚麻对盐、碱两种胁迫的生理响应特点。二、研究方向的动态及本文创新点:目前,有关亚麻盐胁迫下的生理响应研究不多,且多集中在单一盐(NaCl)方面,其对碱胁迫的响应及适应机制国内外未见相关报道。考虑
3、到大多数内陆盐碱地的盐分组成特点,本研究将2种中性盐(NaCl和Na2SO4)和2种碱性盐(NaHCO3和Na2CO3)分别按1:1摩尔比混合,分别模拟不同强度的盐和碱胁迫条件处理亚麻,研究亚麻在盐、碱胁迫下的生理生态响应机制,揭示盐胁迫和碱胁迫的异同点,同时为亚麻抗盐碱品种的筛选和鉴别提供一定的理论依据。三、主要研究内容:挑选整齐一致的亚麻种子播种于直径17cm的塑料花盆内,每盆装2.5kg洗净的细砂。共种植40盆,每盆定苗5株,出苗后每天用0.5倍Hoagland营养液进行浇灌,培养2个月。整个实验在室外进行,并进行人工遮雨,白天温度为27.0–21.5℃,夜晚为21.5
4、–18.5℃。4周后,将40盆分为8组,每组为5盆,一盆为一个重复。有1组作为胁迫处理前基础生物量指标的测试样品。剩下的7组,1组为对照组,每天仍浇0.5倍Hoagland营养液;其他6组按照设计的不同浓度对亚麻幼苗进行连续14天的胁迫处理。第15天对实验样品进行取样,将根和地上部分从子叶痕处分离开来。2、SPSS软件进行数据处理分析1、实验方法四、研究方法和手段:▲测量指标及方法:①鲜重:采摘后直接称量。②干重:植株置于80℃烘箱内杀青15min,杀青后将植株转置40℃的真空干燥器内烘干至恒质量。③生长指标的测定相对生长率(RGR)=(ln处理后干质量–ln处理前干质量)/
5、处理天数绝对含水量(AWC)=(鲜质量–干质量)/鲜质量,单位为mg·g–1。④光合特性指标的测定⑤无机溶质指标的测定:阳离子和阴离子含量⑥有机溶质指标的测定:可溶糖含量、有机酸组分、脯氨酸含量、甜菜碱叶绿素荧光参数:光系统II(PSII)、原初光能转换效率(ΦPSII)、非光化学淬灭(NPQ)、光化学淬灭系数(qP);叶绿素含量五、结果分析1、生长指标的测定2、光合特性指标的测定3、无机溶质指标的测定4、有机溶质指标的测定解决问题亚麻在盐胁迫下积累大量可溶性糖来平衡大量的Na+,但碱胁迫下积累大量有机酸来维持细胞内离子平衡和pH值稳定,碱胁迫大量积累的有机酸也可能被分泌到根
6、外调节根外的pH值,这说明亚麻对两种不同胁迫的响应方式不同。Thankyou!