摘要
培育耐盐农作物是盐碱地开发的重要途径和可行措施，我国已培育出多种类型的耐盐粮食作物和经济作物，但种植成本较高，经济效益较低，尚处于实验阶段。相对于粮食作物，蔬菜的经济价值较高，是开发盐碱地更有前景的农作物。目前传统育种或基因工程育种获得的耐盐蔬菜的耐盐效果均不理想，且在盐渍条件下产量较低，鲜有大规模推广应用。大白菜(BrassicarapaL.ssp.Pekinensis)其生长周期较短，产量较高，盐处理后可形成特殊的风味。本实验室在前期研究基础上提出了在夏季降雨压碱，盐碱地盐分下降的时期种植大白菜，开发利用盐碱地的方案。但夏季又面临着盐胁迫和高温胁迫同时存在的问题。为阐明大白菜能否适应盐热交叉胁迫，本项研究以盐敏感大白菜品种‘38快菜’和耐盐大白菜品种‘天津青麻叶’为实验材料，先对大白菜进行不同浓度的盐处理(0-200mMNaCl)，等大白菜盐适应后再对大白菜进行高温胁迫处理(25、30、35、40℃)。研究结果可为夏季盐碱地栽培大白菜的可行性提供依据，取得的主要实验结果如下。 1.盐热交叉胁迫对白菜种子发芽能力的影响：在相同NaCl浓度下，随着温度的升高，‘天津青麻叶’和‘38快菜’的发芽率均呈现出了下降的趋势；在相同温度下，NaCl浓度越高，发芽率越低。在25℃-30℃条件下，100mM和200mMNaCl盐度中的种子均能发芽；但大白菜种子在200mMNaCl盐度中的发芽率仅为对照组的4%-21%，大白菜只能在低盐浓度下(100mMNaCl)保证栽培所需要的发芽率。随着环境温度的继续升高，两种盐度下的种子发芽率逐渐降低，发芽率均显著低于对照；40℃时，对照组仍能发芽，两种盐度下的大白菜种子不再发芽。上述结果说明盐和热胁迫均显著抑制种子发芽，交叉胁迫会加重对发芽的抑制。两种大白菜种子在发芽阶段对盐胁迫及炎热交叉胁迫都比较敏感，在盐碱地直接播种发芽率太低，不能用播种的方式在盐碱地栽培。 2.两种大白菜幼苗的耐盐性和耐热性比较：两种大白菜幼苗都能在200mMNaCl浓度下长期生长。100-200mMNaCl胁迫下，‘天津青麻叶’的叶绿素含量与对照组相比变化不明显(P＞0.05)，‘38快菜’在200mM时叶绿素含量明显降低。盐胁迫下‘天津青麻叶’细胞质膜的稳定性也显著好于‘38快菜’。‘天津青麻叶’的耐盐性优于‘38快菜’。35℃-40℃高温下，两个品种大白菜的叶绿素含量均有所下降，但‘38快菜’的叶绿素含量下降幅度大于‘天津青麻叶’。30℃处理后，‘天津青麻叶’质膜透性未显著升高；‘38快菜’则在30℃时质膜透性就明显高于对照。上述结果说明‘38快菜’对高温具有更大的敏感性。 3.两种大白菜对盐热交叉胁迫的耐性：在35-40℃高温胁迫下两种大白菜盐适应(100-200mMNaCl处理)片的叶绿素含量下降幅度较盐对照组叶片小，质膜透性也较盐对照组叶片稳定。盐适应大白菜叶片在高温下的光合活性极显著地高于对照，如40℃高温下，100mMNaCl处理两种大白菜叶片光合速率可达对照组的1.9倍左右。40℃高温下胁迫下，两种盐适应大白菜叶片的PSII光化学效率、光能利用效率，电子传递效率、光合性能指数及光合驱动力等方面均显著高于盐对照组（0mMNaCl处理）。在轻度高温胁迫下，盐适应后两种大白菜叶片的上述光反应活性下降幅度也小于盐对照组叶片。上述结果证明盐适应大白菜耐热性显著提高。‘天津青麻叶’在盐热交叉胁迫下的净光合速率和光反应活性均大于‘38快菜’，系统证明‘天津青麻叶’比‘38快菜’具有更好的耐热性。 4.两种大白菜对盐热交叉胁迫的适应：盐胁迫可导致大白菜叶片含水量下降，但两种大白菜在30-40℃高温胁迫均能保持叶片含水量稳定，叶片蛋白质含量甚至有增加趋势。盐适应叶片的脯氨酸和可溶性糖含量均高于盐对照组叶片，说明大白菜能够在盐热交叉胁迫下进行渗透调节。盐热交叉胁迫会导致大白菜代谢紊乱，升高MDA和超氧阴离子含量，造成膜脂过氧化和蛋白质羰基化。”38快菜”在盐热交叉胁迫下的蛋白质羰基化水平显著高于‘天津青麻叶’，说明其受到的胁迫伤害大于‘天津青麻叶’。盐热胁迫下，除‘天津青麻叶’的CAT和POD活性呈随盐处理浓度和热处理温度的增大而呈增加趋势外，两种大白菜在高温高盐胁迫下的其他抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)以及VC含量具有下降趋势，氧化损伤也进一步加剧，抗氧化可能不是大白菜适应盐热交叉胁迫的主要机制。 为进一步探讨大白菜对盐热交叉胁迫的代谢适应机制，我们用GC-MS非靶向代谢组学方法分析了盐热交叉胁迫下‘天津青麻叶’的代谢变化，共鉴定出200多种代谢物，与对照组(25℃，0mMNaCl)相比较，发现其中有53种代谢物显著上调或下调，包括氨基酸、有机酸、胺类以及有机化合物等物质。盐热胁迫下共同积累的物质有6种，包括蔗糖、磷酸烯醇式丙酮酸、柠檬酸、丙二酸和L-脯氨酸。他们在大白菜应对盐热交叉胁迫中可能起着至关重要的作用。 本实验结果证明，单独盐、热胁迫均显著抑制种子萌发，盐热交叉胁迫种子发芽率更低，在夏季的盐碱地中种植白菜时，不能直接进行播种，建议进行幼苗移栽。两种大白菜盐适应后，对高温胁迫的耐热性增强，尤其是耐盐品种‘天津青麻叶’适应后对高温胁迫的适应性显著提高。大白菜在盐热交叉胁迫下能很好地保持水分，进行有效的渗透调节，其中蔗糖、脯氨酸等化合物可能在渗透保护中发挥了重要作用。上述研究为夏季大白菜盐碱地栽培方法提供了参考依据，也扩展了对植物盐热交叉胁迫适应机制的认识。
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