Summary
下面的论文介绍了一种方案,用于测量两种辣椒品种的种子萌发、幼苗生长和生理指标,这些品种在响应六种混合盐浓度时具有耐盐性差异。该协议可用于评估辣椒品种的耐盐性。
Abstract
为确定辣椒在萌发期的耐盐性和生理机制,以耐盐性差异较大的红天湖101和新乡8品种为研究材料。使用六种 0、3、5、10、15 和 20 g/L 的混合盐浓度,使用等摩尔比得出的 Na 2 CO 3、NaHCO3、NaCl、CaCl 2、MgCl 2、MgSO4 和 Na 2SO4。为确定其效果,测定种子萌发、幼苗生长和生理等相关指标,并利用隶属函数分析对耐盐性进行综合评价。结果表明:随着混合盐浓度的增加,两个品种的萌发势、发芽指数、发芽率、种子萌发活力指数、根长和根鲜重显著降低,而相对盐率逐渐增加;地上下胚轴长度和鲜重先增加后降低,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性先降低后增加。红天湖101种子的发芽势、发芽指数、萌发率、种子萌发活力指数、根长、根鲜重、MDA和Pro含量以及CAT活性均高于新乡8号。但红天湖101的下胚轴长度、地上鲜重和相对盐率均低于新乡8号。耐盐性综合评价表明,随着混合盐浓度的增加,两个隶属函数指标的总加权值先增大后减小。与隶属函数值最高的5 g/L相比,盐浓度为3 g/L、10 g/L和15 g/L的指数分别降低了4.7%—11.1%、25.3%—28.3%和41.4%—45.1%。本研究为耐盐辣椒品种的选育提供了理论指导,分析了耐盐和耐盐栽培的生理机制。
Introduction
盐度是全球作物生产力的主要限制因素1.目前,世界上近19.5%的灌溉土地和2.1%的旱地受到盐碱化的影响,每年约有1%的农田退化为盐碱地。到2050年,预计50%的耕地将受到盐碱化的影响2,3。除了自然因素,如天然岩石风化和沿海附近或周围的咸雨水,地表蒸发快,降雨量少,农业管理方法不合理,加剧了土壤盐碱化的过程。土壤盐碱化抑制了植物根系的生长,并减少了水分和养分从植物根部到叶子的吸收和运输。这种抑制导致生理性缺水、营养失衡和离子毒性,导致作物产量下降和作物产量完全丧失。耕地盐碱化正逐渐成为影响全球农业粮食生产的最关键的非生物胁迫因素之一4.盐胁迫减少了可用于农业的耕地,这可能导致未来农产品供需之间的严重不平衡。因此,探讨土壤盐渍化对作物生长的影响及生理生化机制,有利于培育耐盐品种、盐渍土可持续利用和农产品安全。
辣椒(辣椒 L.)因其高营养和药用价值而在世界各地种植。例如,辣椒素是一种生物碱,负责胡椒的辛辣味。辣椒素可用于缓解疼痛, 减肥, 改善心血管, 胃肠道, 和呼吸系统, 以及其他几种应用.胡椒还富含生物活性物质,尤其是不同的抗氧化化合物(类胡萝卜素、酚类和类黄酮)和维生素C 6。目前,据报道,辣椒是我国种植面积最大的蔬菜作物,年种植面积超过1.5×106 公顷,占我国蔬菜种植总面积的8%-10%。辣椒产业已成为我国最大的蔬菜产业之一,产值最高7。然而,辣椒栽培经常受到多种生物(害虫和真菌)和非生物胁迫,特别是盐胁迫,对种子萌发、生长和发育有直接的负面影响,导致辣椒果实产量和品质下降8.
种子萌发是植物与环境相互作用的第一阶段。种子萌发对周围介质的波动高度敏感,特别是土壤盐胁迫可能对生理和代谢产生逆转作用,最终扰乱作物的正常生长、发育和形态发生9。在以往的研究中,广泛研究了盐胁迫下辣椒种子的萌发和幼苗生长;然而,大多数研究使用NaCl作为诱导应力的唯一盐10,11,12。然而,土壤盐害主要是由于钠盐、钙盐和镁盐解离产生的Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、CO3 2-和SO4 2-离子毒性。由于离子之间的协同作用和拮抗作用,混合盐和单一盐对作物生长发育的影响可能大不相同。然而,辣椒种子在混合盐中萌发和生长的相应特征尚不清楚。因此,本研究以耐盐性差异显著的2个辣椒品种为材料。分析7种盐等摩尔混合后不同盐浓度对辣椒种子萌发、生长及生理生化指标的影响,可以揭示辣椒种子萌发对盐胁迫的响应机制。还可为强壮辣椒幼苗的栽培以及盐碱耕地的高产优质栽培提供理论依据。
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Protocol
注意:本文提出了一种评估不同混合盐胁迫下辣椒种子萌发和幼苗生长的响应特征和内部机制的协议,可作为种子耐盐性评估的参考方法。
1. 实验准备
- 为栽培品种准备作物种子——耐盐性强的红天湖101和低耐盐的新乡8号。
- 制备0.2%KMnO4 溶液作为种子消毒试剂。首先,称取 4.0 g KMnO4,然后加入 2,000 mL 蒸馏水。
注意:高锰酸钾由于其强氧化性通常不稳定;因此,在使用前立即准备。 - 使用七种盐制备混合盐,包括碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钙、氯化镁、硫酸镁和硫酸钠13。各加入相同摩尔量,依次分别占混合盐总质量比的14.8%、11.7%、8.2%、15.5%、13.3%、16.7%和19.8%。
- 准备培养皿(一次性使用)和滤纸(中速定性滤纸),直径均为9厘米。
注意:培养皿的材料可以更改;但是,培养皿和滤纸的直径必须相同。
2.种子浸泡和发芽准备
- 为了优化种子,从每个品种中选择大小一致、颗粒饱满的辣椒种子,红天湖101和新乡8种子的平均直径分别为4.2 mm和3.7 mm。根据测试工作负载计算选择的种子总数。
- 对于种子消毒,将选定的辣椒种子浸泡在0.2%KMnO4 溶液中15分钟,然后用蒸馏水冲洗五次。
- 对于种子浸泡,将灭菌的种子转移到蒸馏水中,并让它们浸泡24小时。用蒸馏水冲洗种子几次并干燥以备进一步使用。
注意:不同作物的种子浸泡时间可能会有所不同。
3. 种子萌发和幼苗生长
- 制备六种浓度的混合盐:0(对照)、3、5、10、15 和 20 g/L。 使用电导率仪测量盐溶液的电导率;溶液电导率EC值分别为0.092、3.05、4.73、8.33、11.53和15.22 ms/cm。
- 对于种子制备,将40个辣椒种子均匀地放入带有两层滤纸的培养皿中。准备种子进行六次实验处理,并重复每次处理五次。
- 对于种子发芽,向培养皿中加入适量的六种混合盐浓度,以确保滤纸保持湿润。将种子放入28°C和80%空气湿度的空气培养箱中,以便在黑暗中发芽。
- 种子发芽后,让幼苗在播种后在培养箱中的光照(光照强度约为450勒克斯;光照周期为12/12小时)下继续生长14天。幼苗生长阶段的温度和湿度必须与发芽阶段的温度和湿度相同。
- 每12小时补充培养皿中的溶液以保留湿润的滤纸,并每24小时用相应浓度的混合盐溶液完全洗涤滤纸,以保持培养皿中恒定的混合盐浓度。
注意:添加到湿种子中的盐溶液量可以根据种子发芽和生长阶段进行调整。有许多方法可用于保持培养皿中盐溶液的恒定浓度。除了本实验中描述的方法外,还可以使用按重量添加蒸馏水的策略。
4. 指标的测量和计算
- 种子发芽指数的测定
- 播种后每天确定发芽率,胚根破种皮达到种子直径长度的一半作为发芽标记。
- 使用以下公式计算发芽率、发芽潜力、相对盐率、发芽指数和种子萌发活力指数:
发芽率(%)=(播种后第7天的正常发芽种子数/测试种子数)×100
发芽潜力(%)=(播种后第3天的正常发芽种子数/测试种子数)×100
相对盐率(%)=(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率×100
使用播种后第7天的种子发芽率计算
发芽指数 (GI) = ∑ [Gt/dt]
其中Gt是指播种后一段时间(t)的种子发芽数,Dt是指相应的发芽天数
种子萌发活力指数(VI)=GI x S
其中 S 是根长度
- 幼苗生长指数的测定
- 在播种后第14天,从每个培养皿中随机选择10个代表性幼苗,并测量根长和下胚轴长度。
- 用刀将辣椒幼苗分成两部分:胚根和地上部分。擦拭幼苗上的水分,并分别称量幼苗以确定新鲜重量。
- 确定辣椒中的抗氧化酶活性、丙二醛 (MDA) 水平和脯氨酸 (Pro) 含量,如下所示。
- 为了保存辣椒幼苗,请在播种后第14天从每次处理中选择具有代表性的全辣椒幼苗(约24.0克)。除去地表水后,立即将幼苗在液氮中冷冻1分钟,并将其储存在超低温(-80°C)的冰箱中。
注意:超低温冰箱中储存的辣椒苗样品数量应足够,以防某些指标需要重新测试。 - 从收集的每次处理中取出约1.0g幼苗样品,一式三份。将幼苗样品放入离心管中,加入液氮,用研磨棒研磨样品,以确定幼苗的生理指标。确定的指标和测量方案如下所示。
- 使用市售试剂盒(基于分光光度法)测定每个因子的幼苗保护酶活性(过氧化物酶 [POD]、过氧化氢酶 [CAT]、超氧化物歧化酶 [SOD])、丙二醛 (MDA) 和脯氨酸 (Pro) 含量14.
注意:早期的观察表明,15和20 g / L混合盐浓度之间的盐胁迫没有差异。因此,仅测量五种盐浓度(0、3、5、10 和 15 g/L)。
- 为了保存辣椒幼苗,请在播种后第14天从每次处理中选择具有代表性的全辣椒幼苗(约24.0克)。除去地表水后,立即将幼苗在液氮中冷冻1分钟,并将其储存在超低温(-80°C)的冰箱中。
- 使用隶属函数法对耐盐性进行综合评估
注:隶属函数采用模糊数学方法,将定性评价转换为定量评价15,评价受盐害影响的各种生理指标。- 使用以下公式计算隶属函数的值,公式由刘周斌等人15:
Ri = (Xi - Xmin)/(Xmax - Xmin)
如果性状与耐盐性呈负相关,则使用以下方法计算逆隶属函数:
Ri = 1 - (Xi - Xmin)/(Xmax - Xmin)
累加每个生理指标的隶属值,其中Xi是某个性状的测量值,Xmax和Xmin分别是Xi的最大值和最小值,Ri是该性状的隶属值。 - 包括以下相关指标:种子萌发特性(萌发潜力、萌发率、萌发指数、种子萌发活力指数)、幼苗萌发期生长特性(根长、下胚轴长、根鲜重和地上鲜重)、MDA、Pro和保护酶活性(CAT、POD、SOD)用于隶属函数值计算。隶属函数值是从每个指标中获取的。
- 使用以下公式计算隶属函数的值,公式由刘周斌等人15:
- 使用电子表格和 SPSS 软件(版本 22.0)分析和处理测试数据,并应用最小显著差异 (LSD) 方法进行多重比较以识别显著差异。利用Pearson相关性分析研究复合盐胁迫下辣椒种子萌发与幼苗生理指标的相关性。
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Representative Results
种子萌发特性
随着混合盐浓度的增加,红天湖101和新乡8的发芽势和发芽指数显著降低。两个品种的盐浓度从0-3 g/L急剧下降,盐浓度从3-20 g/L缓慢而稳定地下降(图1A,B)。随着混合盐浓度的增加,两个品种的发芽率逐渐降低,而品种的相对盐率逐渐增加。在3-15 g/L盐浓度下,发芽率和相对盐率无显著差异。然而,在所有其他盐浓度下,差异是显着的(图1C,D)。在两个品种间的耐盐性方面,混合盐浓度增加的红天湖101种子的发芽势、发芽指数和发芽率均高于新乡8号,而相对盐率低于新乡8号。
随着混合盐浓度的增加(0—15 g/L),两个品种的种子萌发活力指数显著下降。当混合盐浓度为15 g/L时,红天湖101和新乡8号种子萌发活力指数分别比对照降低了91.0%和94.6%。值得注意的是,当混合盐浓度从15 g/L进一步增加到20 g/L时,下降并不显着。在各混合盐浓度水平下,红天湖101的种子萌发活力指数均高于新乡8号(图1E)。
幼苗生长特性
随着混合盐浓度的增加(0—15 g/L),红天湖101和新乡8的根长和根鲜重显著降低。混合盐浓度为15 g/L时,红天湖101和新乡8的根长分别比对照减少89.4%和91.1%,根鲜重分别减少81.7%和71.2%。然而,当盐浓度为15-20 g/L时,两个品种的根长和根鲜重没有显著变化(图2A,C)。随着混合盐含量的增加,红天湖101的根长和根鲜重普遍高于新乡8号,在浓度范围为0—10 g/L时差异明显。
随着混合盐浓度的增加,两个品种的下胚轴长度和地上鲜重均先增大后减小。两种指数在盐浓度为5 g/L时均达到最高值。同样,当盐浓度为15-20 g/L时,两个品种的下胚轴长度和地上鲜重略有下降。基于品种差异,新乡8号在各盐浓度下下胚轴长度和地上鲜重均高于红天湖101(图2B,D)。
膜脂质过氧化和渗透调节物质含量
随着混合盐浓度的增加,两个品种的MDA和Pro含量先降低后增加。MDA和Pro含量分别在5 g/L和3 g/L的浓度下达到最低值(图3A,B)。0-5 g/L盐浓度时MDA含量略有下降,10 g/L处理时迅速增加,与5 g/L处理相比,10 g/L处理后的MDA含量增加59.9%-64.8%,后保持不变。不同盐浓度下,红天湖101的MDA含量高于新乡8号(图3A)。0-3 g/L时Pro含量下降不显著,两个品种间差异不大。当盐浓度为3-15 g/L时,新乡8号的Pro含量缓慢增加并保持相对稳定,而红天湖101的Pro含量迅速增加。与3 g/L相比,红天湖101的Pro含量在15 g/L时显着提高了440.2%(图3B)。
保护酶活性
随着混合盐浓度的增加,红天湖101和新乡8号幼苗的CAT、POD和SOD活性先降低后升高,浓度为3 g/L时最低(图4A-C)。在0-5 g/L盐浓度下,两个品种的CAT和POD活性变化较小,差异较小。此后,两个品种的CAT和POD活性随盐浓度的增加而显著增加。此外,红天湖101的CAT和POD活性高于新乡8号,且差异逐渐增大(图4A,B)。2个品种的SOD活性在0—10 g/L盐浓度下变化不大,随后迅速增加。新乡8号在盐浓度为0—10 g/L时SOD活性高于红天湖101;对于其余浓度,其活性低于红天湖101(图4C)。
辣椒种子萌发指标相关性分析及盐胁迫综合评价
相关性分析(表1)表明,幼苗生长特征指标的根长和根鲜重与萌发指数(萌发潜力、萌发率、萌发指数、种子萌发活力指数等)呈显著正相关;然而,下胚轴长度、地上鲜重和发芽指数之间没有明确的相关性。幼苗生长特性指标与保护酶(CAT、POD和SOD)活性呈显著负相关。下胚轴长度与MDA和Pro的内容物之间以及芽的鲜重与MDA含量之间也存在显着的负相关关系。除种子萌发活力指数与保护酶活性呈显著相关性外,萌发特性指标与幼苗生理指标(保护酶活性与MDA和Pro含量)之间均无显著相关性。
采用隶属函数法评价了复合盐胁迫下2个辣椒品种对多个性状的耐盐性。由于辣椒幼苗在混合盐浓度为0 g/L时不受盐胁迫,因此不计算其隶属函数值。因此,仅使用隶属函数分析评估盐胁迫处理。发现MDA与辣椒幼苗耐盐性呈负相关,采用反隶属函数法计算;其他指数使用隶属函数方法计算。 表2 显示,随着混合盐浓度的增加,两个品种各指数函数的总加权值先增大后减小,最终在盐浓度为5 g/L时达到最大值。 与5 g/L处理相比,用3 g/L、10 g/L处理得到的值, 和15 g/L盐浓度处理分别降低了4.7%-11.1%、25.3%-28.3%和41.4%-45.1%。因此,经过5 g/L、3 g/L、10 g/L和15 g/L盐浓度处理的辣椒耐盐性可分别分为最佳、次优、差和最差。
图1:增加混合盐浓度对辣椒种子 萌发的影响。 (A)、(B)、(C)、(D)和(E)分别代表辣椒种子萌发势、萌发指数、萌发率、相对盐率和种子萌发活力指数对复合盐胁迫的响应特征。图中不同的小写字母表示处理之间的显著差异,通过Tukey的多范围检验(p < 0.05)进行分析。误差线表示标准偏差 (n = 5)。 请点击此处查看此图的大图。
图2:增加混合盐浓度对辣椒种子萌发和形态指标的影响 。 (A)、(B)、(C)和(D)分别代表辣椒幼苗根长、下胚轴长度、根鲜重和地上鲜重对复合盐胁迫的响应特征。图中不同的小写字母表示处理之间的显著差异,通过Tukey的多范围检验(p < 0.05)进行分析。误差线表示标准偏差 (n = 5)。 请点击此处查看此图的大图。
图3:增加混合盐浓度对辣椒幼苗MDA和Pro含量的影响 。 (A)和(B)分别代表辣椒幼苗MDA和Pro含量对复合盐胁迫的响应特征。图中不同的小写字母表示处理之间的显着差异,通过Tukey的多范围测试(p < 0.05)进行分析。误差线表示标准偏差 (n = 3)。 请点击此处查看此图的大图。
图4:增加混合盐浓度对辣椒幼苗CAT、 POD和SOD活性的影响。 (A)、(B)和(C)分别代表辣椒幼苗CAT、POD和SOD活性对复合盐胁迫的响应特征。图中不同的小写字母表示处理之间的显着差异,通过Tukey的多范围检验(p < 0.05)进行分析。误差线表示标准偏差 (n = 3)。 请点击此处查看此图的大图。
表1:复合盐胁迫下辣椒萌发与生理指标的相关性分析(n = 30)。 采用Pearson相关分析法研究复合盐胁迫下辣椒种子萌发与幼苗生理指标的相关性。 * p < 0.05; ** p < 0.01。 请按此下载此表格。
表2:混合盐胁迫下辣椒萌发的加权隶属函数值和幼苗生理指标。请按此下载此表格。
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Discussion
该研究方法包括影响实验结果准确性的四个关键步骤。首先,由于高盐浓度溶液中溶质含量增加导致混合盐溶解不良,以及氯化钙等试剂在水中更难溶解的溶解度低,因此称量的试剂必须在研钵中充分研磨。此外,在确定容量之前,必须 通过超声波溶解 试剂。其次,每次必须完全摇动配置的盐溶液,并将其添加到培养皿中以供使用。第三,培养皿加入盐溶液后必须保留合适的水层,每个培养皿的水状态必须相对一致。最后,种子发芽后的光照条件必须一致。
在这项研究中,可以通过改变所选培养皿的直径来调整单个培养皿中的测试种子数量。根据不同种植区土壤盐胁迫的具体情况,可以调整单盐添加比例,使其与当地土壤盐胁迫的实际情况保持一致。虽然这种方法是实用的,但对于较小的种子(如油菜、冰植物和苋菜)或较大的种子(如剑豆和蚕豆),诸如确定幼苗长度和鲜重的操作困难等问题,或者单个培养皿中很少的种子可用来重复数据,导致使用这种方法研究耐盐性困难。
本文所述方法用于确定不同混合盐浓度下的种子萌发特性和幼苗生长情况,并通过内部生理酶活性揭示其变化机制,对客观评价种子耐盐特性具有重要意义。该技术可为其他作物的耐盐性评价提供技术参考。种子发芽和幼苗生长是作物对盐胁迫最敏感的阶段。因此,该方法可为耐盐栽培和作物育种提供有效参考。
在大多数作物中,盐胁迫会在生物胁迫下抑制种子发芽和幼苗生长。这种抑制可能是由于在盐水条件下通过降低盐溶液的渗透势来减少种子吸水。盐离子胁迫和毒性可能会改变种子萌发过程中保护酶(POD、CAT、SOD等)的活性和蛋白质代谢,破坏内源性激素平衡11,16。Zhani等报道,萌发过程主要是由于盐胁迫下发芽率降低和发芽时间延长而改变的。此外,在盐浓度为8 g/L 17时,不同品种的发芽率(10%-50%)存在显著差异。本研究还表明,随着混合盐浓度的增加,红天湖101和新乡8的发芽势、发芽指数、发芽率和种子萌发活力指数显著降低,相对盐率逐渐增加。根据Patanè等人的说法,尽管盐胁迫延长了甜高粱种子的发芽时间,但增加盐胁迫对种子的最终发芽产生了不利影响18。然而,相关研究表明,NaCl处理可以促进辣椒种子萌发和生长19,这可能与盐浓度水平的差异有关。
盐胁迫水平的增加对辣椒幼苗的生长有显著影响,本研究结果表明,随着混合盐浓度的增加,两个品种的根长和根鲜重均显著降低。这一发现与Mirosavljević等人相似,后者认为根长和根重随着盐胁迫的增加而减少,并且处理之间的差异显着20。结果表明,根系置于与土壤溶液直接接触的土壤介质中,根长和根重对NaCl渗透胁迫更为敏感。根长和根重是植物对盐胁迫响应的关键指标。根据这项研究,随着盐浓度的增加,地上部分的下胚轴长度和鲜重先增加后减少,最大值达到5 g/L.Khan等人还提出,随着盐度(NaCl)的增加(0-9 ms/cm),辣椒的枝长先增加后减少,在3 ms/cm12时获得最佳性能,21.本研究盐浓度电导率为4.73 ms/cm,幼苗下胚轴长度和地上鲜重值最高,高于Khan等人21报道的值。这一结果可能是由于与单盐胁迫相比,地上胡椒对复合盐胁迫的耐受性较高。
盐胁迫不仅阻碍作物生长,还会导致植物发生显著的生理变化。盐胁迫会增加活性氧(ROS)的水平。如果不及时清除ROS,可能会发生膜脂质过氧化和氧化应激,从而对植物细胞膜造成严重损害。MDA是膜脂质过氧化的最终代谢产物,细胞内MDA浓度常用作评估胁迫下对植物的损害程度的指标22。本研究随着混合盐浓度的增加,两个品种幼苗的MDA含量先降低后增加。值得注意的是,在0-5g/L的盐浓度范围内,下降并不显着。然而,观察到从5-10 g / L迅速增加。此后,该值保持不变,表明辣椒种子的膜脂质过氧化物程度从一般,到迅速增加,再到稳定。当混合盐浓度大于10 g/L时,推测盐胁迫对细胞膜通透性有严重影响.Guzmán-Murillo等人报告了类似的结论,即随着NaCl浓度的增加(0-50 nmol / L),甜椒幼苗中的膜脂质过氧化物水平降低然后增加。此外,脂质过氧化水平最低,为25 nmol/L NaCl23。
植物已经进化出几种应对盐胁迫的策略。一方面,作物通过增加渗透调节物质(如脯氨酸)来增强蛋白质稳定性和膜完整性,并减少细胞内水分的损失,从而提高耐盐性24。本研究显示,随着混合盐浓度的增加,新乡8号和红天湖101幼苗的Pro含量先降低后增加。值得注意的是,在0-3 g/L浓度下,减少并不显着,两个品种之间的差异不显着,与Muchate等人的实验结果一致25。耐盐性好的红天湖101辣椒品种的Pro含量在3-15 g/L盐浓度下也迅速增加,与3 g/L相比,15 g/L的Pro含量显著提高了440.2%,而耐盐性一般的新乡8号的Pro含量增加缓慢,在3-15 g/L盐浓度下保持相对稳定的水平。抗氧化酶对盐胁迫诱导的ROS的清除作用是作物防御机制的主要组成部分。据报道,在不同的盐胁迫环境下,CAT、POD和SOD的活性增加,从而提高了其耐盐性25,26。Chen等人发现,随着NaCl浓度的增加,番茄种子萌发中SOD、POD和CAT的活性逐渐增加,0-50 nmol/L NaCl27处理后各项指标无显著差异。本研究还表明,随着混合盐浓度的增加,红天湖101和新乡8幼苗中CAT、POD和SOD活性先降低后升高。在低盐浓度(0-3g/L)下,抗氧化酶的活性没有显着变化,盐浓度的进一步增加提高了耐盐性。
作物对盐胁迫的适应性和响应特征主要体现在形态、结构、生理生态等方面。采用隶属函数值法对多性状进行复合盐胁迫综合评价。研究表明,随着混合盐浓度的增加,函数值的总加权值先增大后减小。这两个品种在5 g/L时达到最大值,从而产生最佳的耐盐效果。与5 g/L处理相比,盐浓度为3 g/L、10 g/L和15 g/L处理后的加权值分别降低了4.7%、25.3%和41.4%,新乡8号分别降低了11.1%、28.3%和45.1%。结果表明,红天湖101的耐盐性高于新乡8号。
本研究全面阐述了不同浓度复合盐胁迫对辣椒种子萌发及其生理酶活性的影响,为其他作物耐盐性研究提供技术参考。在模拟混合盐浓度(0-5 g/L)下,辣椒幼苗受盐胁迫的影响较小。在高盐胁迫(>5 g/L)下,辣椒种子萌发、胚根伸长和幼苗形态发生受到显著抑制,导致辣椒幼苗发生严重的膜脂过氧化。作物通过增加其Pro含量和增强保护酶(CAT,POD和SOD)的活性来减少盐胁迫的不利影响。盐胁迫下,红天湖101幼苗脯氨酸含量和保护酶活性较高,膜脂过氧化程度较低,种子萌发和幼苗生长比新乡8号更明显。
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Disclosures
作者声明不存在利益冲突。
Acknowledgments
这项工作得到了江西省科技厅(20203BBFL63065)和江西省教育厅科技研究项目(GJJ211430)的支持。我们要感谢意得辑(www.editage.cn)的英文编辑。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Calcium chloride | Shanghai Experiment Reagent Co., Ltd.,China | Analytical reagent | |
Centrifugal machine | Shanghai Luxianyi Centrifuge Instrument Co., Ltd., China | TGL-16M | |
Centrifuge tube | None | None | |
Conductivity meter | Shanghai Instrument&Electronics Science Instrument Co., Ltd., China | DDSJ-308F | |
Constant temperature and humidity box | Ningbo Laifu Technology Co., Ltd.,China | PSX-280H | |
Digital display vernier caliper | Deli Group Co., Ltd.,China | DL90150 | |
Electronic balance | Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co., Ltd.,China | ME802E/02 | |
Filter paper | Hangzhou Fuyang North Wood Pulp and Paper Co., Ltd.,China | GB/T1914-2017 | |
Grinding rod | None | None | |
Hongtianhu 101 | Seminis Seed (Beijing) Co., Ltd.,China | 11933955/100147K1-137 | |
Ice machine | Shanghai Kehuai Instrument Co., Ltd., China | IM150G | |
Liquid nitrogen | None | None | |
Magnesium chloride | Tianjin Kermel Chemical Reagent Co., Ltd.,China | Analytical reagent | |
Magnesium sulfate | Tianjin Kermel Chemical Reagent Co., Ltd.,China | Analytical reagent | |
Petri dish | Jiangsu Yizhe Teaching Instrument Co., Ltd.,China | I-000163 | |
Pocket knife | None | None | |
Potassium permanganate (KMnO4 | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
Pure water equipment | Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd.,China | UPT-I-20T | |
Sodium bicarbonate | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
Sodium carbonate | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
Sodium chloride | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
Sodium sulfate | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
Test kit | Suzhou Keming, Biotechnology Co., Ltd, Suzhou.,China | Spectrophotometer method | |
Ultra-low temperature freezer | SANYO Techno Solution TottoriCo.,Ltd. | MDF-382 | |
Ultraviolet visible spectrophotometer | Shanghai Precision Scientific Instrument Co., Ltd., China | 760CRT | |
Xinxiang 8 | Jiangxi Nongwang High Tech Co., Ltd.,China | GPD Pepper 2017(360013) |
References
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