滕奉魁朱崴唐占兵牛同旭韓梅蘭璞

(1.國(guó)家粳稻工程技術(shù)研究中心，天津 300000；2.天津天隆科技股份有限公司，天津 300000； 3.天津市西青區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心，天津 300000；4.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，天津 300000)

世界上50%以上的人口以大米為食，水稻作為世界上主要的糧食作物，種植面積廣泛，占到糧食作物總面積的30%以上[1]。鹽堿地是我國(guó)一類重要的土地資源，但其特殊的土壤理化性質(zhì)，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。鹽堿脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響非常復(fù)雜，不僅與其本身的遺傳背景有關(guān)，還包括生理、代謝和細(xì)胞結(jié)構(gòu)等多方面的因素[2,3]。水稻對(duì)鹽堿脅迫非常敏感，已經(jīng)被列為對(duì)鹽堿最敏感的谷物。為了有效提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)，如何高效地利用鹽堿地資源，培育耐鹽堿水稻新品種就成為了近些年國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)[4-8]。

本研究利用NaHCO3溶液對(duì)水稻幼苗期進(jìn)行脅迫處理，探索鹽堿脅迫下幾個(gè)品種間耐鹽堿性差異,以期為耐鹽堿品種的改良提供材料，為鹽堿地水稻生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

試驗(yàn)材料以本單位7個(gè)品種為主要研究對(duì)象，分別為TL1～TL7。選取顆粒飽滿的種子，用3%的次氯酸鈉溶液消毒30min，用清水清洗3次，室溫條件下浸種24h；將處理完的種子播種于裝有相同基質(zhì)土的育苗盤中育苗，待幼苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)，選擇健康且生長(zhǎng)一致的幼苗移入含有不同濃度NaHCO3營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中(共設(shè)置8個(gè)濃度，分別為0、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、1.5%，編號(hào)為A0～A7，A0為對(duì)照)，每個(gè)瓶中5棵苗，設(shè)置3次重復(fù)，于溫度28℃、1000lx光照12h條件下培養(yǎng)。進(jìn)行到第3天和第5天時(shí)，對(duì)A0～A6不同處理生長(zhǎng)狀況進(jìn)行拍照并在第3天時(shí)對(duì)A0和A7進(jìn)行生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.2 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

檢測(cè)指標(biāo)包括表型比較、相對(duì)含水量、電解質(zhì)滲透率以及葉綠素(包括葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素)含量的測(cè)定。試驗(yàn)方法及步驟參照李合生的方法[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 表型差異

脅迫處理0d、3d和5d時(shí)，分別對(duì)各個(gè)品種進(jìn)行拍照。從圖1可以看出，試驗(yàn)處理前各個(gè)品種生長(zhǎng)狀況良好，基本保持一致。試驗(yàn)進(jìn)行到第3天時(shí)，除TL1與TL2在各個(gè)處理中未出現(xiàn)明顯的萎蔫外，其余各個(gè)品種都表現(xiàn)出了不同程度的輕度萎蔫。試驗(yàn)進(jìn)行到第5天時(shí)，TL1在A4～A6處理中出現(xiàn)了不同程度的萎蔫，A5處理與A6處理萎蔫程度較重；TL2在A4～A6處理中出現(xiàn)了不同程度的萎蔫，但受害程度較輕；TL3在A5處理與A6處理中出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的萎蔫，A1～A3也出現(xiàn)輕度的萎蔫；TL4在A2～A6處理中出現(xiàn)了不同程度較為嚴(yán)重的萎蔫；TL5在A5處理與A6處理中出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的萎蔫，A1～A4處理也出現(xiàn)輕度的萎蔫；TL6在A4～A6處理中出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的萎蔫；TL7在所有不同處理中幾乎全部出現(xiàn)萎蔫，基本停滯生長(zhǎng)。通過(guò)表型之間的差異可以看出，各個(gè)品種之間的耐鹽堿能力存在一定的差異。

圖1 不同處理下各個(gè)品種生長(zhǎng)狀況比較

2.2 相對(duì)含水量差異

相對(duì)含水量用于評(píng)價(jià)不同樣本植株中含有的水分情況，在一定程度上能夠用來(lái)評(píng)價(jià)植物的持水能力。在相同處理?xiàng)l件下，相對(duì)含水量越高，植物持水能力越強(qiáng)，植物耐鹽堿能力就越強(qiáng)；反之，相對(duì)含水量越低，植物耐鹽堿能力就越弱。

本試驗(yàn)中，處理前各樣本植株的葉片都具有較高的含水量，都在90%以上，并沒有表現(xiàn)出明顯的差異；NaHCO3處理3d后，各樣本之間表現(xiàn)出了明顯的差異，見圖2。從圖2可以看出，相對(duì)含水量從高到低依次為TL1、TL2、TL3、TL6、TL5、TL4、TL7。

圖2 不同品種相對(duì)含水量比較

2.3 電解質(zhì)滲透率差異

植物在正常的生長(zhǎng)條件下，細(xì)胞膜具有一定的選擇透過(guò)性。但植物受到逆境脅迫時(shí)，細(xì)胞膜遭到破壞，膜透性增加，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)大量流出。因此，通過(guò)測(cè)定植物細(xì)胞的電解質(zhì)滲透率能夠有效地反映植物細(xì)胞的受損害程度，進(jìn)而反映出植物細(xì)胞膜的穩(wěn)定性[11-13]。

本試驗(yàn)中，各樣本在處理前電解質(zhì)滲透率都較低且未表現(xiàn)出明顯差異。NaHCO3處理3d后各樣本表現(xiàn)出顯著差異，電解質(zhì)滲透率由低到高的順序?yàn)門L1、TL2、TL6、TL3、TL5、TL7、TL4。

圖3 不同品種電解質(zhì)滲透率比較

2.4 葉綠素含量差異

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用必不可少的物質(zhì)。當(dāng)植物受到脅迫時(shí)會(huì)影響葉綠素等色素的合成，從而影響植物的光合作用，致使植物無(wú)法正常生長(zhǎng)。葉綠素含量減少越多，說(shuō)明植物耐鹽堿能力越弱；反之，葉綠素含量減少越少，說(shuō)明植物耐鹽堿能力越強(qiáng)[3,15-19]。

由于各品種之間本身色素含量就存在一定的差異，因此本試驗(yàn)中通過(guò)對(duì)同一品種處理前與處理后色素的含量進(jìn)行了比較(A為處理前，B為處理3d后)，從結(jié)果可以看出，各個(gè)品種在處理后，3種色素的含量都表現(xiàn)出不同程度的下降，下降幅度由小到大的順序?yàn)門L2、TL1、TL3、TL5、TL6、TL7、TL4。

圖4 不同品種間葉綠素含量比較

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同品種水稻幼苗在不同濃度NaHCO3溶液處理下的生長(zhǎng)受到了不同程度的抑制。由于品種間差異，地上部分的萎蔫程度也表現(xiàn)出了明顯的差異。相對(duì)含水量是衡量植物細(xì)胞水分含量的指標(biāo)，同時(shí)也是衡量細(xì)胞水勢(shì)的指標(biāo)。在正常生長(zhǎng)條件下，植物本身含水量較高，而當(dāng)植物受到脅迫時(shí)，原有的水分平衡就會(huì)受到破壞，從而造成自身水分的喪失。植物的器官或組織在受到逆境脅迫時(shí)會(huì)引起細(xì)胞膜的過(guò)氧化反應(yīng)，從而破壞細(xì)胞膜原有的結(jié)構(gòu)造成細(xì)胞內(nèi)源物質(zhì)外流。光合作用是構(gòu)成植物生產(chǎn)力的最主要因素，葉綠素是光合作用的細(xì)胞器，其含量高低與光合作用密切相關(guān)，當(dāng)植物處于鹽脅迫下，各種生理代謝都受到影響，直接或間接影響葉綠素的合成與分解，導(dǎo)致植物光合速率降低，進(jìn)而影響生長(zhǎng)。

本研究中，TL1和TL2在鹽堿脅迫條件下表現(xiàn)優(yōu)異，相對(duì)含水量差異最小，幾乎沒有受到影響；雖然離子滲透率和葉綠素含量變化較為顯著，但相較于其它幾個(gè)品種都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出極為突出的耐鹽堿性，可作為耐鹽堿資源進(jìn)行利用。而TL4與TL7無(wú)論是在表型還是各項(xiàng)生理指標(biāo)檢測(cè)中均表現(xiàn)較差，表明其并不具備較強(qiáng)的耐鹽堿性，因此在后期育種使用過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改良或淘汰。