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一种缓解植物幼苗涝渍和盐双重胁迫毒害的方法

2022-08-10 20:39:25 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及生物技术领域,尤其涉及一种缓解植物幼苗涝渍和盐双重胁迫毒害的方法。


背景技术:

2.据统计,全球约有7%的土地面积受到盐碱化的影响,同时约有10%的土地受到涝渍灾害的影响,随着土壤盐碱化现象日趋严重,目前盐碱化土地的面积约9.91
×
107hm2,并且沿海沿江地带易受到到涝渍灾害影响的土壤面积最大,约占总受灾面积的75%以上;而在农业生产中,不合理的施肥灌溉措施加剧了土壤次生盐渍化的进程,同时也对农作物造成涝害,而高盐、涝害使农作物产量大幅降低,甚至造成绝收,土壤盐渍化和涝渍灾害成为制约农业发展的巨大环境压力,并且每年造成全球高达20%的农作物产量损失和数十亿的农业经济损失。
3.涝渍灾害会导致植株的无氧呼吸增加,有害物质在土壤中积累,抑制根部正常的生长发育,从而影响地上部分,作物易出现叶片叶绿素合成少、叶片迅速衰老,从而导致光合产物积累量下降和膜脂过氧化等问题,最终使得农作物产量下降;盐胁迫同样会带来相似的影响,除此之外,盐胁迫会引起植物体内的渗透势的降低,从而形成生理性干旱,对植物吸水能力造成影响。
4.油菜素内酯(br)是植物体内重要的固醇类激素,可调控植物种子萌发、光合作用、生殖生长和逆境响应等生物活动途径的基因表达和生理代谢,目前农业生产上常用的外源油菜素内酯(ebr)即2,4-表油菜素内酯是一种人工合成的高活性油菜素内酯类似物;虽然外源油菜素内酯对提高植物对不良环境胁迫(例如低温、盐害、干旱、hms胁迫等)的抗性和耐受性方面也起着积极作用,但是目前研究重点往往集中在单因素的胁迫方面,而针对部分地区作物所遭受的涝渍和盐双重胁迫的毒害,仍然缺乏有效的缓解方法,因此如何利用外源油菜素内酯缓解涝渍和盐双重胁迫的毒害,是目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素:

5.本技术提供了一种缓解植物幼苗涝渍和盐双重胁迫毒害的方法,以解决现有技术中难以缓解作物遭受涝渍和盐双重胁迫的毒害的技术问题。
6.第一方面,本技术提供了一种缓解植物幼苗涝渍和盐双重胁迫毒害的方法,所述方法包括:
7.对实验作物进行盐胁迫处理,得到盐胁迫实验作物;
8.对所述实验作物进行涝渍胁迫处理,得到涝渍胁迫实验作物;
9.对所述实验作物以盐胁迫处理和涝渍胁迫处理进行双重胁迫处理,得到双重胁迫实验作物;
10.分别对所述盐胁迫实验作物、所述涝渍胁迫实验作物和所述双重胁迫实验作物的叶面进行外源油菜素内酯的喷施处理,得到处理后实验作物组;
11.对所述处理后实验作物组分别进行叶片检测,并分别进行连续培育,得到多组检测数据;
12.根据多组所述检测数据,判断所述外源油菜素内酯对所述双重胁迫处理后的实验作物是否有影响;
13.若是,则向待处理的作物植株喷施外源油菜素内酯,得到涝渍和盐双重胁迫缓解后的作物植株;
14.其中,所述叶片检测包括叶片长宽值检测、叶片色素含量检测、可溶性糖含量检测、相对电导率检测和光合特征检测。
15.可选的,所述外源油菜素内酯的喷施处理包括:
16.以0.09μmol/l~0.11μmol/l的外源油菜素内酯连续喷施3d。
17.可选的,所述盐胁迫处理包括:
18.对所述实验作物的土壤添加45mmol/天~55mmol/天的盐溶液至土壤中盐溶液浓度≥100mmol。
19.可选的,所述涝渍胁迫处理包括:在所述实验作物的抽蔓期和结荚期进行涝渍胁迫处理,所述抽蔓期为所述实验作物出现7~8片复叶或所述实验作物播种后25d~30d,
20.所述结荚期为所述实验作物的结荚率≥50%或所述实验作物播种40d~50d。
21.可选的,所述盐胁迫处理、所述涝渍胁迫处理和所述双重胁迫处理的时间都为1周~2周。
22.可选的,所述叶片色素含量检测包括:
23.取所述处理后实验作物组的叶片,得到叶片组;
24.剪碎所述叶片组的叶片,后在黑暗条件下进行混合液的提取,得到提取液;
25.对所述提取液进行分光光度检测,得到多组od值;
26.将多组所述od值进行计算,分别得到叶片组的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量和类胡萝卜素含量。
27.可选的,所述叶绿素a含量的计算公式为:
28.叶绿素a含量=(12.7*od663-2.69*od645)*v/(1000*w),
29.所述叶绿素b含量的计算公式为:
30.叶绿素b含量=(22.9*od645-4.68*od663)*v/(1000*w),
31.叶绿素总含量的计算公式为:
32.叶绿素总含量=(20.21*od645 8.02*od663)*v/(1000*w),
33.类胡萝卜素含量的计算公式为:
34.类胡萝卜素含量=[4.7*od440-0.27*(20.21*od645 8.02*od663)]*v/(1000*w);
[0035]
其中,v为所述提取液的体积,w为所述叶片组的叶片鲜重,od645为所述提取液在645nm的分光光度计上的吸光度数值,od663为所述提取液在663nm的分光光度计上的吸光度数值。
[0036]
可选的,所述混合液包括无水乙醇、丙酮和水;所述无水乙醇、所述丙酮和所述水的体积比为4~5:4~5:1。
[0037]
可选的,所述光合特征检测包括对所述处理后实验作物组的叶片进行叶片净光合速率、胞间co2浓度、气孔导度和蒸腾速率的检测。
[0038]
可选的,所述相对电导率检测包括:
[0039]
对所述处理后实验作物组的叶片进行预处理,得到浸提液;
[0040]
测定所述浸提液的第一电导率r1;
[0041]
对所述浸提液进行加热,后冷却和摇匀,再进行电导率测定,得到第二电导率r2;
[0042]
根据所述第一电导率r1和第二电导率r2,计算得到相对电导率;
[0043]
其中,所述相对电导率=r1/r2*100%。
[0044]
本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
[0045]
本技术实施例提供的一种缓解植物幼苗涝渍和盐双重胁迫毒害的方法,通过将双重胁迫后的实验作物分别同进行盐胁迫处理和涝渍胁迫处理的单独胁迫后的实验作物进行处理,通过对叶片长宽值检测、叶片色素含量检测、可溶性糖含量检测、相对电导率检测和光合特征检测,能综合的反映实验作物的内部情况,并准确测定实验作物光合作用的光合产物,通过对不同胁迫条件下的光合产物进行分析,能准确且有效的确定外源油菜素内酯对双重胁迫存在缓解效果,进而能通过外源油菜素内酯对双重胁迫的实验作物进行缓解。
附图说明
[0046]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0047]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048]
图1为本技术实施例提供的法的流程示意图;
[0049]
图2为本技术实施例提供的叶片色素含量检测的流程示意图;
[0050]
图3为本技术实施例提供的相对电导率检测的流程示意图;
[0051]
图4为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的电导率的影响结果图;
[0052]
图5为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的可溶性糖含量的影响结果图;
[0053]
图6为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的净光合速率的影响结果图;
[0054]
图7为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的胞间二氧化碳的影响结果图;
[0055]
图8为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的气孔导度的影响结果图;
[0056]
图9为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的蒸腾速率的影响结果图;
[0057]
图10为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的实际光合量子产量的影响结果图;
[0058]
图11为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的最
大光化学效率的影响结果图;
[0059]
图12为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的光化学反射指数的影响结果图;
[0060]
图13为本技术实施例提供的外源ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片的植被衰减指数的影响结果图。
具体实施方式
[0061]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
[0062]
本技术的创造性思维为:实际光合效率y(ii),y(ii)表示psⅱ反应中心在有部分关闭的情况下实际的原初光化学效率,y(ii)能反应植物叶片在光照中用于电子传递的能量占吸收光能的份额,与碳同化反应的强度密切相关;
[0063]
光化学淬灭系数qp,qp是psⅱ反应中心中天线色素吸收的光能用于化学电子传递的比例,与电子传递、光合氧化等过程直接相关,qp低反应psⅱ中开放的反应中心比例和参与二氧化碳固定的电子减少;最大光化学量子产量fv/fm,在非胁迫环境下因植物种类的不同而异,但其降低程度是反应植物光合机构受环境胁迫损伤程度的重要指标;
[0064]
蒸腾速率,是植物体散失水分的一个重要方式,能促进植物体内水分的传导,加快矿物质运输,蒸腾时二氧化碳分子由气孔进入植物体,从而对光合速率产生影响;
[0065]
叶片气孔导度,气孔是水汽和二氧化碳进出的门户,它同时控制着植物的光合作用和蒸腾作用;
[0066]
由于外界条件一定时,植物叶片叶绿素含量直接决定光合作用的强弱,因此还需要分析植物叶片的色素含量。
[0067]
叶绿素a含量,单位叶面积的叶绿体数目、单位重量的叶绿素含量高低都决定了植物对光能的利用率;色素是类囊体膜的重要组成成分,是光能的受体,其中叶绿素a有利于吸收长波光,叶绿素b有利于吸收短波光,类胡萝卜素既是光合色素,又是内源抗氧化剂,除在光合作用中具有一定的功能外,在细胞内还可吸收剩余能,猝灭活性氧,从而防止膜脂过氧化。胡萝卜素/叶绿素比值的高低与植物忍受逆境的能力有关,叶绿素a/b比值的变化能反映叶片光合活性的强弱。
[0068]
在本技术一个实施例中,如图1所示,提供一种缓解植物幼苗涝渍和盐双重胁迫毒害的方法,所述方法包括:
[0069]
s1.对实验作物进行盐胁迫处理,得到盐胁迫实验作物;
[0070]
s2.对所述实验作物进行涝渍胁迫处理,得到涝渍胁迫实验作物;
[0071]
s3.对所述实验作物以盐胁迫处理和涝渍胁迫处理进行双重胁迫处理,得到双重胁迫实验作物;
[0072]
s4.分别对所述盐胁迫实验作物、所述涝渍胁迫实验作物和所述双重胁迫实验作物的叶面进行外源油菜素内酯的喷施处理,得到处理后实验作物组;
[0073]
s5.对所述处理后实验作物组分别进行叶片检测,并分别进行连续培育,得到多组
检测数据;
[0074]
s6.根据多组所述检测数据,判断所述外源油菜素内酯对所述双重胁迫处理后的实验作物是否有影响;
[0075]
若是,则向待处理的作物植株喷施外源油菜素内酯,得到涝渍和盐双重胁迫缓解后的作物植株;
[0076]
其中,所述叶片检测包括叶片长宽值检测、叶片色素含量检测、可溶性糖含量检测、相对电导率检测和光合特征检测。
[0077]
在一些可选的实施方式中,所述外源油菜素内酯的喷施处理包括:
[0078]
以0.09μmol/l~0.11μmol/l的外源油菜素内酯连续喷施3d。
[0079]
本技术实施例中,以0.09μmol/l的~0.11μmol/l的外源油菜素内酯连续喷施3d的积极效果是在该浓度的条件下能保证外源油菜素内酯能有效的作用于实验作物的叶面,从而保证外源油菜素内酯对作物内部的改善,进而能缓解遭受涝渍和盐的双重胁迫毒害的实验作物,同时保证后续实验的准确性;当浓度的取值大于小于该范围的端点值,都将导致缓解的效果不明显,导致后续实验缺乏准确性。
[0080]
在一些可选的实施方式中,所述盐胁迫处理包括:
[0081]
对所述实验作物的土壤添加45mmol/天~55mmol/天的盐溶液至土壤中盐溶液浓度≥100mmol。
[0082]
本技术实施例中,通过限定添加到土壤中的盐溶液浓度和盐溶液的量,能有效的保证实验作物在该浓度的条件下和盐溶液的量的条件下,实现对实验作物的盐胁迫。
[0083]
在一些可选的实施方式中,所述涝渍胁迫处理包括:在所述实验作物的抽蔓期和结荚期进行涝渍胁迫处理,所述抽蔓期为所述实验作物出现7~8片复叶或所述实验作物播种后25d~30d,
[0084]
所述结荚期为所述实验作物的结荚率≥50%或所述实验作物播种40d~50d。
[0085]
本技术实施例中,通过分别对涝渍胁迫处理的时间进行限定,能保证此时实验作物处于光合作用的活跃期,从而保证涝渍处理对光合作用的影响明显,进而保证对后续实验的准确判断。
[0086]
在一些可选的实施方式中,所述盐胁迫处理、所述涝渍胁迫处理和所述双重胁迫处理的时间都为1周~2周。
[0087]
本技术实施例中,通过限定各胁迫处理的时间,能有效的保证对各胁迫处理阶段的处理充分,从而为后续实验提供准确性,进而准确判断外源油菜素内酯对双重胁迫处理的实验作物是否有影响。
[0088]
在一些可选的实施方式中,如图2所示,所述叶片色素含量检测包括:
[0089]
s101.取所述处理后实验作物组的叶片,得到叶片组;
[0090]
s102.剪碎所述叶片组的叶片,后在黑暗条件下进行混合液的提取,得到提取液;
[0091]
s103.对所述提取液进行分光光度检测,得到多组od值;
[0092]
s104.将多组所述od值进行计算,分别得到叶片组的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量和类胡萝卜素含量。
[0093]
在一些可选的实施方式中,所述叶绿素a含量的计算公式为:
[0094]
叶绿素a含量=(12.7*od663-2.69*od645)*v/(1000*w),
[0095]
所述叶绿素b含量的计算公式为:
[0096]
叶绿素b含量=(22.9*od645-4.68*od663)*v/(1000*w),
[0097]
叶绿素总含量的计算公式为:
[0098]
叶绿素总含量=(20.21*od645 8.02*od663)*v/(1000*w),
[0099]
类胡萝卜素含量的计算公式为:
[0100]
类胡萝卜素含量=[4.7*od440-0.27*(20.21*od645 8.02*od663)]*v/(1000*w);
[0101]
其中,v为所述提取液的体积,w为所述叶片组的叶片鲜重,od645为所述提取液在645nm的分光光度计上的吸光度数值,od663为所述提取液在663nm的分光光度计上的吸光度数值。
[0102]
本技术实施例中,通过限定叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量和类胡萝卜素含量的计算方式,能通过上述含量数据,分别计算实际光合效率、最大光化学量子产量、光化学反射指数和植被衰减指数等数据,从而能更加全面的反映出实验作物光合作用的状态,从而能准确判断外源油菜素内酯对双重胁迫处理的实验作物的影响程度。
[0103]
在一些可选的实施方式中,所述混合液包括无水乙醇、丙酮和水;所述无水乙醇、所述丙酮和所述水的体积比为4~5:4~5:1。
[0104]
本技术实施例中,通过限定无水乙醇、丙酮和水的体积比在该范围内,能有效的保证处理后实验作物组的叶片中的叶绿素和类胡萝卜素等叶片的色素充分提取出,从而保证对叶片色素含量的充分提取,从而能准确判断外源油菜素内酯对双重胁迫处理的实验作物的影响程度。
[0105]
在一些可选的实施方式中,所述光合特征检测包括对所述处理后实验作物组的叶片进行叶片净光合速率、胞间co2浓度、气孔导度和蒸腾速率的检测。
[0106]
本技术实施例中,通过对处理后实验作物组的叶片进行叶片净光合速率、胞间co2浓度、气孔导度和蒸腾速率的检测,能直观得到外源油菜素内酯对叶片光合作用的影响,从而保证实验的准确性。
[0107]
在一些可选的实施方式中,如图3所示,所述相对电导率检测包括:
[0108]
s201.对所述处理后实验作物组的叶片进行预处理,得到浸提液;
[0109]
s202.测定所述浸提液的第一电导率r1;
[0110]
s203.对所述浸提液进行加热,后冷却和摇匀,再进行电导率测定,得到第二电导率r2;
[0111]
s204.根据所述第一电导率r1和第二电导率r2,计算得到相对电导率;
[0112]
其中,所述相对电导率=r1/r2*100%。
[0113]
本技术实施例中,通过限定具体的相对电导率的测试方式,能准确的得到处理实验组的相对电导率,从而能有效的反映出作物内部的状态,为判断外源油菜素内酯对双重胁迫处理的实验作物的影响程度提供准确的保证
[0114]
实施例1
[0115]
一、材料与方法:
[0116]
1.实验材料:
[0117]
以蔓生菜豆为试验对象,种子由江汉大学豆类研究所提供,试验地点位于湖北省豆类研究科研基地。
[0118]
2.实验方法:
[0119]
盐胁迫处理:培育蔓生菜豆的种子,待其幼苗期长出第一片复叶后,每日向土壤中添加50mmol的盐溶液,直至土壤中的nacl盐溶液浓度达到100mmol。
[0120]
涝渍胁迫处理:涝渍胁迫处理的处理时间为2个时期,即抽蔓期(实验作物出现7~8片复叶,大约是实验作物播种后25d~30d)和结荚期(结荚率≥50%,大约实验作物播种40d~50d);涝渍胁迫处理采用随机区组设计,共3个处理:正常浇水、渍水胁迫和涝害胁迫,其中,渍水胁迫和涝害胁迫处理是在每个实验作物的培育塑料盆外再套一个塑料盆,并在其间垫上塑料布,使不漏水,正常浇水的土壤保持相对含水量70%~80%,涝害处理保持盆内的水面高于土壤表面2cm,并处于积水状态,渍水胁迫处理保持水面与土壤表面齐平,未积水,处理时间分3天,涝渍胁迫处理结束后,将水渗透至正常土壤水含量。
[0121]
试验材料分为2组,一组早晚喷洒ebr溶液,连续喷洒3d,另一组喷洒蒸馏水,作为对照。叶面喷洒蒸馏水至叶面全湿,有水珠滴落为止,其他各处理喷施相应浓度的ebr至有水珠滴落为止,喷施时间为每天18:00,ebr由同一母液稀释,现配现用,配制后浓度为0.1μmol/l的。
[0122]
试验处理组具体为:无ebr 无盐 正常浇水(ck组)、无ebr 无盐 涝渍(s1组)、无ebr 100mm盐 正常浇水(s2组)、无ebr 100mm盐 涝渍(s3组)、ebr 无盐 正常浇水(s4组)、ebr 无盐 涝渍(s5组)、ebr 100mm盐 正常浇水(s6组)和ebr 100mm盐 涝渍(s7组)。
[0123]
3.测定方法:
[0124]
3.1幼苗叶片的色素含量:
[0125]
叶片剪碎,取0.1g放入10ml混合提取液(乙醇:丙酮:水=4.5:4.5:1)中,在黑暗条件下浸泡提取至叶碎片完全变为白色为止,得到提取液,以混合提取液为对照,取提取液分别在分光光度计上测定od440,od645和od663。
[0126]
计算公式如下:
[0127]
叶绿素a含量=(12.7*od663-2.69*od645)*v/(1000*w),
[0128]
所述叶绿素b含量的计算公式为:
[0129]
叶绿素b含量=(22.9*od645-4.68*od663)*v/(1000*w),
[0130]
叶绿素总含量的计算公式为:
[0131]
叶绿素总含量=(20.21*od645 8.02*od663)*v/(1000*w),
[0132]
类胡萝卜素含量的计算公式为:
[0133]
类胡萝卜素含量=[4.7*od440-0.27*(20.21*od645 8.02*od663)]*v/(1000*w);
[0134]
其中,v为所述提取液的体积,w为所述叶片组的叶片鲜重,od645为所述提取液在645nm的分光光度计上的吸光度数值,od663为所述提取液在663nm的分光光度计上的吸光度数值。
[0135]
3.2电导率和可溶性糖含量的测定:
[0136]
1.相对电导率的测定:取大小相当的植物叶片(尽量保证叶片的完整性,少含茎节),用自来水洗净后再用蒸馏水冲洗3次,用滤纸吸干表面水分,将叶片剪成适宜长度的长条(需要避开主脉),快速称取鲜样3份,每份0.1g,分别置于10ml去离子水的刻度试管中,盖上玻璃塞置于室温下浸泡处理12h.用电导仪测定浸提液的第一电导率rl.然后沸水浴加热30min,冷却至室温后摇匀,再次测定浸提液的第二电导率r2,相对电导率=ri/r2
×
100%。
[0137]
可溶性糖含量:采用紫外可见分光光度计测定可溶性糖含量:将所述的待检测的新鲜菜豆叶片,擦净表面污物,剪碎混匀,称取0.10g~0.30g,共3份,分别放入3支刻度试管中,加入5ml~10ml蒸馏水,塑料薄膜封口,于沸水中提取30min(各提取2次),提取液过滤入25ml容量瓶中,反复冲洗试管及残渣,定容至刻度。显色测定吸取样品提取液0.5ml于20ml刻度试管中(重复2次),加蒸馏水1.5ml,然后按顺序向试管中加入0.5ml蒽酮乙酸乙酯试剂和5ml浓硫酸,充分振荡,立即将试管放入沸水浴中,逐管准确保温1min,取出后自然冷却至室温,以空白作对照,在630nm波长下测其光密度。
[0138]
3.3幼苗叶片的光合特征:
[0139]
使用li-6400便携式光合测定仪测定菜用大豆叶片净光合速率(pn)、胞间co2浓度(ci)、气孔导度(gs)以及蒸腾速率(tr)等光合参数。测定时间为上午9:00-11:30,期间保持室内空气流通,每组随机测定3株长势一致的幼苗,取平均值。
[0140]
4.数据分析:
[0141]
所有试验数据的检测都进行3次重复,并进行统计数据整理,采用ibmspssstatistics20进行数据分析,采用duncan新复极差法对实验数据进行单因素方差分析(anova),检验各处理组之间的差异显著性(p《0.05),记录并字母标记其显著性,将各处理组和对照组的平均值进行图表制作,并计算其标准误差,将得到的标准误差以正负偏差带线端样式的误差线添加在统计图中,并标记字母。
[0142]
二、结果与分析:
[0143]
1.ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片长宽比和产量的影响:
[0144]
ebr对涝渍和盐的双重胁迫2周情况下菜豆幼苗叶片长宽比和产量的影响如表1所示:
[0145]
表1
[0146][0147]
从表1可看出:由于叶片长宽比是植株重要的生理指标之一,当植株受到环境不同种类、程度的胁迫,应对胁迫的重要体现之一就是长宽比的改变。菜豆受胁迫处理两周之后,叶片长宽比值最大的是喷ebr 无盐 正常浇水组,相比长宽比最低的无ebr 盐 涝渍组显著提高了30.77%。且喷施ebr的四个处理组的长宽比都略高于与其对应的未喷施ebr的
处理组,说明ebr的施加能够提高叶片长宽比,缓解胁迫对植株长宽比的影响。喷ebr 无盐 正常浇水组的产量最高,比无ebr 盐 涝渍组高出54.7%。
[0148]
2.ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响如表2所示:
[0149]
表2
[0150][0151]
注:不同小写字母表示处理间差异显著(p<0.05)。
[0152]
叶绿素a/b比值是衡量植物耐阴性的重要指标。研究表明,叶绿素a/b比值低有利于提高植物对远红光的吸收,有利于植物在低光度条件下吸收较多的光照以提高光合效率,是植物在弱光条件下形成的一种生理适应。
[0153]
从表3可知:未喷施ebr的处理中,单涝渍胁迫(s1组)、单盐胁迫(s2组)处理与ck组相比,菜豆幼苗叶片光合色素含量,s1组的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和类胡萝卜素含量分别比ck组降低了16.94%、25%、18.78%、16.71%,且差异显著(p《0.05);s2的光合色素含量分别是ck组的0.51、0.46、0.72倍,单涝渍胁迫施加ebr(s5组和s6组),各光合色素含量基本无明显变化,单盐胁迫下,叶绿素a/b升高,但差异不显著。
[0154]
在未进行盐和涝渍胁迫的处理中,喷施ebr后,与未喷施ebr的处理相比,叶绿素a含量升高了16.6%,叶绿素b下降了26.5%,总叶绿素含量下降了18.8%,且差异显著,但叶绿素a/b和类胡萝卜素的含量变化均不显著。在盐和涝渍双重胁迫下,喷施ebr后,与未喷施ebr相比,叶绿素a含量下降了57.4%,叶绿素b含量下降了68%,叶绿素总含量下降了59.8%,类胡萝卜素含量下降了58.0%,且差异显著,而叶绿素a/b升高了34.4%,差异显著。
[0155]
3.ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片电导率及可溶性糖含量的影响如图4和图5所示。
[0156]
由图4可知,不论是单盐胁迫、单涝渍胁迫或是两者的双重胁迫都对菜豆幼苗的细胞膜有伤害,使叶片电导率有所升高。在未喷施ebr时,单盐胁迫(s2组)与ck进行对比,增加了122.49%,差异显著;单涝渍胁迫(s1组)、双重胁迫(s3组)与ck组进行对比,分别增加了35.93%、17.51%,差异不显著。在ebr的缓解下,大部分处理组的细胞膜损伤程度降低,表现为其相对电导率的降低。在正常生长的菜豆中施加ebr(s4组),其叶片相对电导率为3.765,为处理组中最低值,相比ck组下降了4.32%,差异不显著。在单盐胁迫下施加ebr(s6组)电导率相比s2显著下降了49.47%(p《0.05);但在单涝渍胁迫下施加ebr(s5组),电导率相比s1显著升高了54.77%;在盐和涝渍双重胁迫下施加ebr(s7组),其电导率显著升高了53.09%。因此,ebr能够缓解盐胁迫引起的电导率的升高,并不能缓解涝渍胁迫造成的电导率的升高。
[0157]
由图5可知,由于可溶性糖作为调节细胞的渗透压、储存能量的主要物质之一,在植物收到外界胁迫时为维持细胞正常的渗透压,会有不同程度的增加或减少,而ebr可在一定范围内减缓其变化程度。当表现出涝渍胁迫时,可溶性糖含量增加;在盐胁迫时,可溶性糖含量减少。单涝渍胁迫(s1组)与ck相比显著增加了1.72倍(p《0.05),单盐胁迫(s2组)相比ck组显著降低了44.73%;而在施加了ebr后(s5组和s6组),可溶性糖含量的改变程度有较大减缓。在正常生长的菜豆处理组中施加ebr(s4组),其可溶性糖含量对比对照组显著增加77.26%;喷施ebr的s7组其含量相比s3增加了2.99%,差异不显著。
[0158]
4.ebr对涝渍和盐双重胁迫下菜豆幼苗光合指标的影响如图6至图9所示:
[0159]
由图6至图9所示,不论是单涝渍胁迫、单盐胁迫还是涝渍和盐的双重胁迫,都会影响菜豆幼苗的净光合速率,并且根据胁迫的不同,呈现出不同程度的降低;而对于其他指标:气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率,胁迫后的植株都相比ck组有所升高。s1组~s7组与对照组ck组相比,净光合速率都有所降低,且除s3组外其余处理组均显著性的低于ck(p《0.05),且七个处理组的胞间二氧化碳浓度均显著性的高于ck组。
[0160]
在涝渍和盐的双重胁迫下,其净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率分别是是ck组的0.9052、1.71、0.585、1.614倍;在双重胁迫的下施加ebr(s7组)的菜豆幼苗其各项光合指标相比于s3组总体上表现。
[0161]
5.ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗叶片荧光参数的影响如图10和图11所示:
[0162]
由于实际光合量子产量y(ⅱ)代表了实际光合效率,其范围为0.229~0.276,在海拔2900m~3100m内较大,表明其实际光合效率较高;实际光合量子产量y(ⅱ)与叶绿素总含量、叶绿素a、叶绿素b含量及叶绿素a/b比值之间都呈负相关关系。
[0163]
由图10可看出,对于未喷施ebr的处理组中,ck组的y(ii)值最低,无盐 涝渍处理组的y(ii)值高出296%,差异显著(p<0.05),无盐 涝渍处理组的y(ii)值较盐 涝渍处理组的y(ii)值高出129%,差异显著(p<0.05),盐 正常浇水处理组、盐 涝渍处理组的y(ii)值较无盐 正常浇水的y(ii)值高出137%、73.2%,但不具差异(p<0.05);对于喷施ebr的处理组中,盐 正常浇水处理组的y(ii)值最低,盐 涝渍处理组、无盐 正常浇水处理组、无盐 涝渍处理组的y(ii)值较盐 正常浇水处理组高出16.8%、46.5%、82.3%,但不具差异(p<0.05)。
[0164]
由于fv/fm指psⅱ最大光化学效率,反映了psⅱ反应中心内原初光能转化效率,
fv/fo则反映了psⅱ的潜在活性,是表明光化学反应状况的2个重要参数。
[0165]
由图11可看出,对于未喷施ebr的处理组中,无盐 正常浇水的fv/fm值最低,盐 涝渍处理组、无盐 涝渍处理组的fv/fm值较其高出102%、121%,差异显著(p<0.05),盐 正常浇水处理组的fv/fm值较其高出70.0%,但不具差异(p<0.05);胁迫条件下的fv/fm均高于无任何胁迫的对照,对于喷施ebr的处理组中,无盐 涝渍的fv/fm值最高,其较盐 正常浇水处理组、盐 涝渍处理组、无盐 涝渍处理组的fv/fm值高出109%、52.1%、57.0%,差异显著(p<0.05),而盐 正常浇水、盐 涝渍、无盐 涝渍3个处理间的差异不显著,说明ebr在一定程度上能够缓解盐胁迫造成的损伤,并不能够缓解涝渍胁迫造成的损伤。
[0166]
6.ebr对涝渍和盐的双重胁迫下菜豆幼苗的光化学反射指数的影响如图12和图13所示:
[0167]
由于植物中类胡萝卜素含量的变化是植物响应环境胁迫的重要指标之一,而光化学反射指数(pri)与光合利用率(lue)具有相关性且对活植物的类胡萝卜素(尤其黄色色素)变化非常敏感,利用此指标对叶片中类胡萝卜素进行研究分析,对于研究植物在胁迫环境下的光合作用中光能利用率有非常重要的意义。根据图12和显著性比较可看出,喷施了ebr的处理组和与其相对应的未喷施ebr组,之间均无显著性差异,且使pri升高或降低的作用不一,说明在同一胁迫处理中,ebr对pri数值无明显影响。对照组ck组的pri数值前后稳定在0.02~0.03之间,随着生长时间的变化,无显著性差异;单盐胁迫下,其植株前后pri均高于正常生长的植株,分别升高了35.71%(1周处理的喷施ebr 单盐)、30.76%(1周处理的未喷施ebr 单盐)、104.35%(2周处理的喷施ebr 单盐)、12.5%(2周处理的未喷施ebr 单盐);而单涝渍胁迫下,植株pri与未受胁迫的植株的pri之间都无显著性差异,双重胁迫下的植株pri数值与未胁迫植株的pri数值差异最大,均显著性地高于未胁迫植株,分别是其的1.46倍(1周处理的喷施ebr 双胁迫)、1.65倍(1周处理的未喷施ebr 双胁迫)、2.48倍(2周处理的喷施ebr 双胁迫)、2.375倍(2周处理的未喷施ebr 双胁迫),由此可得双重或单盐胁迫能够明显地增加植物pri值,尤其是在双重胁迫条件下。
[0168]
psri即植被衰减指数,用来最大限度地提高类胡萝卜素与叶绿素比例的灵敏度,psri的增加预示冠层胁迫性的增加、植被衰老的开始,对于植被健康监测、植物生理胁迫性检测和作物生产和产量分析有重要应用。与pri检测结果相似,由图13和显著性差异可以看出,ebr的有无对psri的影响不大,且作用不一,将同一时期的不同处理组的psri检测结果进行比较,可以发现无论ebr的有无,盐和涝渍双重胁迫下菜豆幼苗的psri数值都超出同时期其他处理组,说明双重胁迫对植株的胁迫性超于单胁迫,最高达到0.051是对照组的1.37倍,随着胁迫时间的增加,植株胁迫抗胁迫性增加,psri数值有所降低。
[0169]
3.结论与讨论:
[0170]
(1)涝渍和盐的双重胁迫处理两周后,其叶片的长、宽都有明显的下降,而ebr的添加,在一定程度上,缓解了叶片长、宽缩小的趋势。
[0171]
(2)ebr对涝渍和盐双重胁迫下的叶绿素含量、可溶性糖无提高作用,反而部分结果呈现出显著的下降趋势,但对叶绿素a/b的值有显著提高。
[0172]
(3)单涝渍、单盐、双重胁迫对菜豆幼苗的净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、蒸腾速率都有影响,且影响相应逐渐增大:使净光合速率下降、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、蒸腾速率上升。ebr在受胁迫植株中对各指标作用不一,但一致的是ebr使胁迫下的植
株各光合数据都与其添加ebr且未受胁迫的菜豆幼苗的数据靠拢,使其之间无显著差异。
[0173]
通过上述结论可知,可明确得出ebr对处于盐和涝渍的双重胁迫下的菜豆具有明显的缓解作用,因此可将ebr用于对菜豆在双重胁迫下的缓解手段之一。
[0174]
本技术实施例中的一个或多个技术方案,至少还具有如下技术效果或优点:
[0175]
(1)本技术实施例提供的方法,通过将双重胁迫后的实验作物分别同进行盐胁迫处理和涝渍胁迫处理的单独胁迫后的实验作物进行处理,通过对叶片长宽值检测、叶片色素含量检测、可溶性糖含量检测、相对电导率检测和光合特征检测,准确且有效的确定外源油菜素内酯对双重胁迫存在缓解效果,进而能利用外源油菜素内酯对双重胁迫的实验作物进行缓解。
[0176]
(2)本技术实施例提供的方法,喷施ebr后,可以缓解由于涝渍胁迫、盐胁迫以及涝渍和盐双重胁迫引起的叶片面积缩小、叶绿素含量降低、净光合速率下降、相对电导率升高、y(ii)增高的不利影响。
[0177]
(3)本技术实施例提供的方法,喷施ebr后,可以缓解涝渍和盐的双重胁迫引起的可溶性糖含量降低、pri值增加、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度和气孔导度的提高的不利影响。
[0178]
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0179]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0180]
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
再多了解一些

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