以下の論文は、6つの混合塩濃度に応じて塩分耐性の違いを持つ2つのコショウ品種の種子発芽、苗の成長、および生理学的指標を測定するためのプロトコルを示しています。このプロトコルは、コショウ品種の耐塩性を評価するために使用できます。
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この記事について
サマリー
要約
発芽段階におけるトウガラシ(トウガラシL.)の耐塩性と生理的メカニズムを決定するために、耐塩性に大きな違いがある紅天湖101および新郷8品種を研究材料として採用しています。Na2CO3、NaHCO3、NaCl、CaCl2、MgCl2、MgSO4、およびNa2SO4の等しいモル比を使用して導出された0、3、5、10、15、および20 g / Lの6つの混合塩濃度が使用されます。それらの効果を決定するために、種子の発芽、苗の成長、生理機能の関連する指標を測定し、メンバーシップ関数分析を使用して耐塩性を総合的に評価します。その結果,混合塩濃度が増加するにつれて,2品種の発芽ポテンシャル,発芽指数,発芽率,種子発芽活力指数,根長,根生加重は有意に減少し,相対塩分率は徐々に増加することが示された。胚軸の長さと地上の新鮮重量は最初に増加し、次に減少しますが、マロンジアルデヒド(MDA)、プロリン(Pro)含有量、カタラーゼ(CAT)、ペルオキシダーゼ(POD)、およびスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)活性は減少してから増加します。Hongtianhu 101種子の発芽電位、発芽指数、発芽率、種子発芽活力指数、根長、根の新鮮重量、MDAおよびPro含有量、およびCAT活性は、ここで使用したすべての塩濃度で新郷8のそれらよりも高くなっています。ただし、胚軸の長さ、地上の新鮮重量、および相対塩分率は、新郷8よりも紅天湖101の方が低くなっています。耐塩性の総合評価により、2つのメンバーシップ関数インデックスの合計加重値は、最初に増加し、次に混合塩濃度が増加するにつれて減少することが明らかになりました。メンバーシップ関数値が最も高い5 g/Lと比較して、3 g/L、10 g/L、および15 g / Lの塩濃度下での指数は、それぞれ4.7%-11.1%、25.3%-28.3%、および41.4%-45.1%減少します。本研究では,トウガラシの耐塩性品種の育種に関する理論的指針と,耐塩性・耐塩性栽培に関わる生理的メカニズムの解析を行う。
概要
塩分濃度は、世界中の作物生産性の主要な制限要因です1。現在、世界の灌漑地の19.5%近く、乾燥地の2.1%が塩分の影響を受けており、農地の約1%が毎年塩水アルカリ地に退化しています。2050年までに、耕作可能な土地の50%が塩類化の影響を受けると予想されています2,3。海岸近くまたは沿岸周辺の自然の岩石風化や塩辛い雨水などの自然要因に加えて、急速な表面蒸発、低降雨量、および不合理な農業管理方法が土壌塩類化のプロセスを悪化させています。土壌塩類化は植物の根の成長を阻害し、植物の根から葉への水と栄養素の吸収と輸送を減らします。この阻害は、生理的な水不足、栄養の不均衡、およびイオン毒性をもたらし、作物の生産性を低下させ、作物収量を完全に失います。耕作地の塩類化は、世界の農産物生産に影響を与える最も重要な非生物的ストレス要因の1つになりつつあります4。塩ストレスは農業に利用できる耕作地を減少させ、将来の農産物の需要と供給の間に大きな不均衡をもたらす可能性があります。したがって、土壌塩類化が作物の成長と生理学的および生化学的メカニズムに及ぼす影響を調査することは、耐塩性品種の育種、塩分土壌の持続可能な利用、および農産物の安全性に役立ちます。
コショウ(トウガラシ)
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プロトコル
注:ここでは、種子塩耐性評価の参照方法として役立つ、異なる混合塩ストレス下でのコショウ種子の発芽と苗の成長の応答特性と内部メカニズムを評価するためのプロトコルを提示します。
1. 実験準備
- 耐塩性の強いHongtianhu 101と耐性の低いXinxiang 8の栽培品種用の作物種子を準備します。
- 種子消毒試薬として0.2%KMnO4溶液を調製する。まず、KMnO 4を4.0g秤量し、次に蒸留水2,000mLを加えます。
注:過マンガン酸カリウムは通常、その強い酸化のために不安定です。従って、使用直前に調製される。 - 炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウムを含む7つの塩を用いて混合塩を調製する13。混合塩の総質量比のそれぞれ14.8%、11.7%、8.2%、15.5%、13.3%、16.7%、および19.8%を順次占める、それぞれ同じモル量を添加する。
- 直径9 cmのペトリ皿(使い捨て)とろ紙(中速定性ろ紙)を準備します。
注意: ペトリ皿の材質は変更できます。ただし、シャーレとろ紙の直径は同じでなければなりません。
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結果
種子発芽特性
混合塩濃度が増加するにつれて、Hongtianhu 101とXinxiang 8の発芽電位と発芽指数は大幅に減少します。どちらの品種も、塩濃度が0〜3 g / Lから急激に低下し、塩濃度が3〜20 g / Lからゆっくりと着実に低下しています(図1A、B)。2品種の発芽率は混合塩濃度が増加するにつれて徐々に減少し、品種の相対塩率は徐々に増加します。塩濃度3-15 g/Lでは発芽速度と相対塩分率に有意差は認められなかった。ただし、他のすべての塩濃度では差が有意です(図1C、D)。2品種の耐塩性に関しては、混合塩濃度の増加に伴うHongtianhu 101種子の発芽可能性、発芽指数、および発芽率は新郷8よりも高く、相対塩率は新郷8よりも低くなっています。
混合塩濃度が増加すると(0〜15 g / L)、2品種の種子発芽活力指数は大幅に減少します。混.......
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ディスカッション
この研究方法は、実験結果の精度に影響を与える4つの重要なステップで構成されています。第一に、高塩濃度溶液中の溶質含有量の増加による混合塩の溶解不良、および塩化カルシウムなどの試薬の溶解度が低いため、水に可溶化することがより困難であるため、計量された試薬は乳鉢で完全に粉砕する必要があります。さらに、試薬は、容量を決定する前に超音波 を介して 溶解する必要があります。第二に、構成された塩溶液を毎回完全に振盪し、使用のためにペトリ皿に添加しなければならない。第三に、ペトリ皿は塩溶液の添加後に適切な水層を保持しなければならず、各ペトリ皿の水の状態は比較的一貫していなければならない。最後に、種子の発芽後、光の状態は一貫していなければなりません。
この研究では、単一のペトリ皿中の試験種子の数は、選択されたペトリ皿の直径を変えることによって調整することができる。異なる植栽地域における土壌塩ストレスの特定の状況に応じて、各単一塩添加の割合を調整して、地域の土壌における塩ストレスの実際の状況との整合性を可能にすることができます。この方法は実用的であるが、小さな種子(菜種、アイスプラ.......
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開示事項
著者は利益相反を宣言しません。
謝辞
この作業は、江西省科学技術局(20203BBFL63065)および江西省教育局科学技術研究プロジェクト総合プロジェクト(GJJ211430)の支援を受けました。英語の編集をしてくださったエディテージ(www.editage.cn)に感謝します。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 塩化カルシウム | 上海実験試薬有限公司、中国 | 分析試薬 | |
| 遠心機 | Luxianyi遠心分離機有限公司、中国 | TGL-16M | |
| 遠心分離管 | なしなし | なし | |
| 導電率計 | 上海機器&Electronics Science Instrument Co., Ltd., China | DDSJ-308F | |
| 恒温恒湿ボックス | Ningbo Laifu Technology Co., Ltd., China | PSX-280H | |
| Digital display cannier calniper | Deli Group Co., Ltd.,China | DL90150 | |
| 電子天秤 | Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co., Ltd.,China | ME802E/02 | |
| 濾紙 | 杭州阜陽北木材パルプ紙有限公司、中国 | GB/T1914-2017 | |
| 研削棒 | なし | なし | |
| Hongtianhu 101 | Seminis Seed (Beijing) Co., Ltd.、中国 | 11933955/100147K1-137 | |
| 製氷機 | Shanghai Kehuai Instrument Co., Ltd.、中国 | IM150G | |
| 液体窒素 | なし | なし | |
| 塩化マグネシウム | 天津ケルメル化学試薬有限公司 | 分析試薬 | |
| 硫酸マグネシウム | 天津ケルメル化学試薬有限公司 | 分析試薬 | |
| ペトリ皿 | 江蘇省易哲教育器具有限公司 | I-000163 | |
| ポケットナイフ | なし | ||
| なし 過マンガン酸カリウム(KMnO4 | Xilong Scientific Co.,Ltd.,中国 | 分析試薬 | |
| 純水装置 | Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd.,中国 | UPT-I-20T | |
| 重炭酸ナトリウム | Xilong Scientific Co.,Ltd.,中国 | 分析試薬 | |
| 炭酸 | Xilong Scientific Co.,Ltd.,中国 | 分析試薬ナトリウム | |
| 塩化物 | Xilong Scientific Co.、Ltd.、中国 | 分析試薬 | |
| ナトリウム | Xilong Scientific Co.,Ltd.,中国 | 分析試薬 | |
| テストキット | 蘇州Keming, Biotechnology Co., Ltd, Suzhou.,中国 | 分光光度計法 | |
| 超低温冷凍庫 | SANYO Techno Solution TottoriCo.,Ltd. | MDF-382 | |
| 紫外可視分光光度計 | Shanghai Precision Scientific Instrument Co., Ltd., China | 760CRT | |
| Xinxiang 8 | Jiangxi Nongwang High Tech Co., Ltd.,China | GPD Pepper 2017(360013) |
参考文献
- Szabolcs, I. Soils sand salinisation. Handbook of Plant and Crop Stress. , Marcel Dekker. New York. 3-11 (1994).
- Global network on integrated soil management for sustainable use of salt effected soils. FAO. , Available from: http://www.fao.org/ag/AGL/agll/spush/intro.htm (2005).
- Lakhdar, A., et al.
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再版と許可
