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不同耐盐性玉米自交系苗期耐旱性的比较

作者:未知

  摘要:以2份玉米自交系经3-1、05Ny-10为材料,设计4个不同强度的干旱胁迫,研究干旱胁迫对不同耐盐性[JP2]玉米自交系苗期形态及生理生化指标的影响。结果�@示,在干旱胁迫下,2份玉米自交系幼苗的根粗、根长、须根数、株高、茎粗、叶宽、叶长、含水量、色素含量基本呈递减趋势;可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量等抗逆性物质含量呈递增趋势;相对电导率、丙二醛含量均递增。综合形态及生理生化指标,不耐盐的自交系经3-1的耐旱性优于05Ny-10。[JP]
  关键词:耐盐玉米;自交系;耐旱性;生理生化指标
  中图分类号: S513.01文献标志码: A
  文章编号:1002-1302(2017)03-0041-03
  收稿日期:2015-09-28
  基金项目:黑龙江省教育厅科学研究技术研究项目(编号:12541875)。
  作者简介:杨晓杰(1962―),女,辽宁法库人,硕士,教授,研究方向为植物发育与资源植物研究。E-mail:yangxiaojie1980@163.com。
  干旱是影响我国及世界玉米稳产的重要环境因子,每年因干旱造成玉米减产约20%~30%,严重旱灾年部分地区几乎绝收,干旱已经成为影响玉米产量的重要限制因素[1-2]。随着全球气候变暖和水资源的日益匮乏,有关玉米抗旱性研究及其应用更加受到重视。挖掘遗传潜力、选育抗旱玉米种质资源是提高玉米产量稳定性、抵御干旱的重要途径之一。国内外学者对玉米耐旱性研究已经作了大量工作[3-9],认为苗期耐旱性与成株期的耐旱性显著相关。植物在受到干旱胁迫后,会诱发植物体内其他多种不良反应,因而植物必须迅速启动对这些不良反应的应答以存活[10]。
  但是目前以不同耐盐性玉米自交系为材料,研究其耐旱性机制的报道较少。[JP+1]本试验在前期玉米自交系耐盐性筛选的基础上,选用耐盐性较强的玉米自交系05Ny-10和耐盐性差的经3-1[11],比较2份玉米自交系的耐旱性,分析耐盐与耐旱的一致性,为筛选耐盐与耐旱玉米自交系提供试验依据。[JP]
  1材料与方法
  1.1供试材料
  2种不同耐盐性玉米自交系:经3-1、05Ny-10的籽粒,每份籽粒均100粒。
  1.2试验方法
  挑选饱满且大小均匀一致的玉米籽粒,浸种后于33 ℃恒温箱培养催芽,将发芽的玉米种子种入排水良好的沙盘中,置于室温(29±1) ℃培养。用控制浇水频率的方法分为对照组(CK)、轻度干旱胁迫(LS)、中度干旱胁迫(MS)和重度干旱胁迫(SS)4个处理组。在预试验的基础上,以最适宜的每天喷水处理为对照组,其余为每3、5、7 d喷水,采用喷淋的方式各组喷等量的水,进行胁迫处理,处理第15天时开始测定各形态指标和各生理生化指标。
  1.3指标测定
  1.3.1形态指标测定
  测定玉米的根粗、根长、株高、茎粗、叶长、叶宽和须根数等形态指标,每个处理重复3次(n=3),每个重复5株,数据以“平均值±标准差”表示。
  1.3.2生理生化指标测定
  色素含量、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量测定参照张宪政的方法[12];相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量测定参照白宝璋等的方法[13]。
  1.4数据统计
  数据处理采用Excel 2003软件统计分析。
  2结果与分析
  2.1干旱对玉米自交系形态指标的影响
  不同干旱条件对玉米自交系形态的影响,由表1可知,CK组的玉米自交系05Ny-10的根粗、根长、株高、茎粗、叶宽和叶长明显高于自交系经3-1,即自然生长条件下,二者存在明显差异。
  随着干旱胁迫的加剧,2份玉米的根粗、须根数、株高、茎粗、叶宽和叶长基本呈递减趋势。由表1可见,自交系 05Ny-10的各个干旱胁迫组株高下降明显,与对照比差异极显著(P   2.5对丙二醛含量的影响
  在逆境胁迫下,由于自由基对细胞膜的过氧化伤害产生了丙二醛。丙二醛含量的变化能够反映质膜的过氧化的程度。由图4可见,2个玉米自交系在干旱胁迫下,丙二醛含量均呈明显递增趋势。自交系经3-1的3个干旱胁迫组(LS、MS、SS)分别是对照的1.03、1.09、1.35倍,自交系05Ny-10的3个干旱胁迫组(LS、MS、SS)分别是对照的1.12、1.27、 1.71 倍结果显示,自交系05Ny-10的质膜过氧化程度大于自交系经3-1。
  2.6干旱对玉米自交系渗透调节物质含量的影响
  可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等是植物在遭受逆境胁迫时起渗透调节作用的调节剂。植物遭受干旱时,可以通过产生上述物质调节体内的渗透压以抵御干旱。2个玉米自交系在干旱胁迫下,3种物质含量都呈递增的趋势(图5至图7)。自交系经3-1 LS、MS、SS处理的可溶性糖含量分别是对照的1.95、2.81、3.53倍,可溶性蛋白含量分别是对照的1.92、2.02、2.26倍(图5),脯氨酸含量分别是对照的1.15、1.42、1.63倍(图7);自交系05Ny-10的可溶性糖含量分别是对照的194、2.53、3.95倍,可溶性蛋白含量分别是对照的138、1.64、1.78倍,脯氨酸含量分别是对照的1.05、1.06、165倍(图5至图7)。2个自交系的可溶性糖、脯氨酸含量变化差异不大,自交系经3-1可溶性蛋白含量增幅明显高于自交系05Ny-10,即在渗透调节物积累能力上,自交系经 3-1 强于自交系05Ny-10。[FL)]
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  3结论与讨论
  抗旱性是植物在环境因素作用下,表现出的形态特征和生理生化特性变化的复杂性状。研究表明,抗旱性强的植物具有良好的抵御和适应不良环境的生长策略[14],干旱胁迫时,在其他形态指标都降低的情况下,自交系经3-1通过增加根长的策略,增加吸收土壤深处水分的能力,以保证体内生长过程中对水分的需求。
  丙二醛含量和相对电导率的增加能反映膜受伤害的程度,在干旱胁迫下丙二醛含量增加说明膜受到的过氧化伤害大。自交系经3-1丙二醛的含量和相对电导率的增加幅度均小于自交系05Ny-10,说明在干旱胁迫时,经3-1受到的过氧化伤害低于自交系05Ny-10。
  渗透调节物质可以使玉米在受到逆境时维持一定的压力,保证各生理功能的顺利进行。渗透调节物质积累程度是衡量作物抗旱能力的重要指标。在干旱胁迫下,抗旱的自交系积累的渗透调节物质相对较多,不抗旱的自交系积累渗透调节物质则较少。不同的玉米自交系对逆境胁迫的形态和生理响应是不同的,不应单纯以单个指标判别其抗旱性的强弱,要综合形态特征和生理特征综合分析。在正常生长条件下,自交系05Ny-10的各项形态指标都好于自交系经3-1,且05Ny-10的耐盐性强于经3-1,但在受到干旱胁迫时,经 3-1的脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的相对增幅要高于05Ny-10。结合根长等形态指标、含水量及其他生理指标综合分析,自交系经3-1在干旱胁迫下的调节能力要强于05Ny-10,表现出较好的抗旱性,为筛选玉米抗旱资源提供了参考依据,说明不同自交系的抗盐、抗旱机制是有差异的,还有待对其差异的产生机制作进一步的研究。
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常见问题解答