三种药用甘草耐盐性及其耐盐机制的研究.pdf

万方数据Salt tolerant mechanisms of three Glycyrrhiza SpeciesA Dissertation Submitted toShihezi University In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Docror of AgricultureBy Lu Jia-hui (Qasis Ecology and Agricultural Resources Utilization) Dissertation Supervisor: Prof. Lv Xin Prof. Liang Yong-chao June,2014万方数据万方数据石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名:时间: 2014 年 6 月 20 日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名:时间: 2014 年 6 月 20 日导师签名:时间: 2014 年 6 月 20 日万方数据万方数据I中文摘要本研究以3种药用甘草为研究对象,从盐胁迫下的植物生长特性(种子萌发、幼苗外部形态、内部解剖结构的适应性)、生理调节机制(离子平衡与渗透调节、抗氧化酶系统调节、光合生理调节)、次生代谢产物合成(甘草酸、总黄***的积累、分布与耐盐性的相关性)3个层面,揭示了不同药用甘草对盐胁迫的响应差异及其耐盐机制;并通过盐碱弃耕地的种植试验,对药用甘草在弃耕盐碱地种植后的产量和品质进行了评价,为盐碱地药用甘草资源的高效利用和合理引种栽培提供科学依据。主要结论如下:⑴药用甘草种子萌发、幼苗生长对盐胁迫的生长响应及耐盐阈值NaCl、Na2SO4、NaHCO3对药用甘草种子萌发的盐害强弱顺序为:NaHCO3>Na2SO4>NaCl;3种药用甘草种子的耐盐性和耐盐阈值不同,胀果甘草种子耐盐性最强,适宜在以***化物-硫酸盐为主的总盐量为0~%的区域种植;光果甘草耐NaHCO3最强,可在含小苏打的弃耕低盐地种植,乌拉尔甘草耐盐性最弱,种植地土壤的总盐量范围在0~%为宜。高盐浓度下,3种药用甘草种子均具有延缓萌发,复水后迅速恢复萌发的响应特性,这种萌发响应特征保证了种子在土壤盐分表层聚集强烈时能避开逆境,当降雨冲刷表层、土壤盐分下降后又迅速恢复萌发生长,体现了种子萌发对盐渍环境的适应策略。低盐浓度对3种药用甘草幼苗的生长发育无显著影响,只有较高盐度(≥200 mmol·L-1 NaCl)使药用甘草幼苗总生物量、株高、甘草酸含量显著降低。盐分对药用甘草幼苗地上茎、叶的生长抑制作用大于根系,在生物量的分配上,通过减少地上部分的生长,来维持根的生物量积累和根的加粗生长,这对植物幼苗期保证根系对水、矿物质的吸收及抵御盐害有重要意义。根据耐盐系数与生物量的拟合方程,适合胀果甘草、光果甘草、、、 mmol·L-1NaCl,胀果甘草幼苗耐盐性最强,光果甘草、乌拉尔甘草次之。与种子萌发期相比,3种药用甘草幼苗的盐适宜生长浓度均大于种子萌发期的盐浓度。⑵药用甘草营养器官解剖结构对盐胁迫的适应机制盐胁迫下药用甘草不同发育阶段的营养器官具有不同的结构适应机制,幼嫩组织细胞结构的适应性变化主要以增强光合作用、物质纵向运输率,加强根的盐离子过滤和屏障作用为主:幼叶叶片栅栏组织厚度增加,可提高光合作用能力;幼茎、幼根维管组织比例上升,可增强水分向上的运输能力;幼根皮层薄壁细胞比例增加,延长了盐离子横向运输的途径,增加了区隔化和过滤盐离子的时间;内皮层凯氏袋提前发育,可增强万方数据II盐离子阻隔和屏障作用,减少盐离子向上运输。成熟组织在盐胁迫下的结构适应性变化主要以保水、稀释盐分为目的,老叶、老茎、老根的薄壁细胞体积增大,有利于提高细胞贮水能力,稀释细胞中的盐离子,避免盐害。胀果甘草解剖结构显示其对盐胁迫的耐受性最高。⑶盐胁迫下药用甘草细胞及光合生理调节机制离子平衡与区隔化:药用甘草幼苗盐适应机制为避盐和耐盐,低