水楊酸對NaCl脅迫下百日草幼苗生長的影響目錄TOC\o"1-2"\u摘要 IAbstract II前言 11.材料與方法 21.1試驗材料 21.2試驗方法 21.3項目測定 21.4數(shù)據(jù)分析 32.結果與分析 32.1不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗株高的影響 32.2不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗鮮重、干重的影響 42.3不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗根系形態(tài)的影響 52.4不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗不同徑級根系參數(shù)的影響 73.結論與討論 83.1結論 83.2討論 8參考文獻 11致謝 13

摘要為探討外源水楊酸（SA）對NaCl脅迫下百日草幼苗生長的影響，以夢境百日草為試驗材料，采用溫室盆栽試驗的方法，在100mmol/LNaCl脅迫處理下，研究不同濃度（0mmol/L、0.5mmol/L、1.0mmol/L和1.5mmol/L）SA對NaCl脅迫下百日草幼苗生長的影響。結果表明：NaCl脅迫下，百日草幼苗的株高、鮮重、干重、根系總根長及細根（0-0.3mm）根長均不同程度的降低，外施SA后各項指標均隨SA濃度的增加呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。其中0.5mmol/LSA處理的各項指標均達到最大值，且顯著高于對照；而1.0mmol/LSA處理與對照相比差異不顯著；1.5mmol/LSA處理后各項指標均顯著低于對照。綜合來看，外施0.5mmol/LSA時百日草幼苗生長最好，可有效緩解百日草的NaCl脅迫。關鍵詞：百日草；水楊酸；NaCl；生長

AbstractInordertoexploretheeffectofexogenoussalicylicacid(SA)ongrowthofZinniaelegansunderNaClstress,dreamlandZinniaeleganswasusedastheexperimentalmaterialandgreenhousepottedexperimentwasconducted.Under100mmol/LNaClstress,theeffectsofdifferentconcentrationsofSA(0mmol/L,0.5mmol/L,1.0mmol/Land1.5mmol/L)onthegrowthofZinniaelegansunderNaClstresswerestudied.TheresultsshowedthatunderNaClstress,theplantheight,freshweight,dryweight,totalrootlengthandfineroot(0-0.3mm)lengthofZinniaelegansseedlingsalldecreasedtodifferentdegrees.AllindexesshowedatendencyofincreasingfirstandthendecreasingwithSAlevelrisingafterexternalapplicationofSA.AllindexesreachedthemaximumvaluewhentheconcentrationofSAwas0.5mmol/L,whichwassignificantlyhigherthanthecontrolgroup.WhentheconcentrationofSAwas1.0mmol/L,thedifferencewasnotsignificant.WhentheconcentrationofSAwas1.5mmol/L,theseindexesweresignificantlylowerthanthecontrolgroup.Insummary,Zinniaelegansseedlingsgrewbestunderexternalapplicationof0.5mmol/LSA,so0.5mmol/LSAcouldalleviateNaClstressofZinniaeleganseffectively.Keywords:Zinniaelegans;Salicylicacid;NaCl;Growth水楊酸對NaCl脅迫下百日草幼苗生長的影響前言土壤鹽漬化是制約植物生長發(fā)育的重要逆境因素之一[1]。我國是土壤鹽漬化比較嚴重的國家,鹽漬化土壤分布廣,面積大,嚴重的威脅了區(qū)域農業(yè)發(fā)展[2]。NaCl脅迫是一種常見的非生物脅迫,會打破植物的正常新陳代謝,抑制其根系和地上部的生長,直接或間接地影響植物的生理狀況。研究表明,NaCl脅迫會導致植物體內水分吸收受到抑制,滲透調節(jié)失衡,當NaCl濃度為100-200mmol/L時，可嚴重抑制植物細胞中酶的活性,同時Na+的大量積累會打破離子的動態(tài)平衡,產生毒害作用[3-4]。水楊酸(salicylicacid,SA)即鄰羥基苯甲酸,是一種植物體內普遍存在的簡單酚類化合物,又是一種內源性激素，參與調節(jié)植物生理的許多過程[5]。大量研究表明，SA能夠誘導植物在非生物逆境下產生病程相關蛋白（PR-蛋白），提高滲透調節(jié)物質的含量，增強酶的活性，從而提高植物對逆境的抗性[6-8]。目前，在水稻、小麥等農作物上，水楊酸對植物抗鹽性的研究頗多，但在草本花卉方面研究較少。百日草(Zinniaelegans)為菊科(Compositae)百日草屬(Zinnia)，一年生草本植物。色彩鮮艷，株型美觀，可按高矮用于花壇、花鏡等應用，在我國各地廣為栽培[9]。隨著土壤鹽漬化程度的增加，或多或少的影響了百日草的正常生長，但迄今為止,百日草的研究主要集中于遺傳育種、栽培技術以及分子生理[10-11]等方面,NaCl脅迫對百日草的影響研究較少，SA對NaCl脅迫下百日草生長的影響更為少見。因此，本研究以夢境百日草品種為試驗材料，采用溫室盆栽試驗的方法，研究外施不同濃度的水楊酸（0mmol/L、0.5mmol/L、1.0mmol/L和1.5mmol/L）對NaCl脅迫下百日草幼苗生長的影響，旨在為緩解百日草NaCl脅迫提供理論支持。

1.材料與方法1.1試驗材料供試百日草品種為“夢境”，購買于浙江虹越花卉有限公司。1.2試驗方法試驗在聊城大學東校區(qū)農學院人工氣候室進行。選取完整、健壯、飽滿的百日草種子80粒，分別播種于以蛭石為基質的塑料育苗盒中（上口徑15cm,底徑11cm,高13cm），每盒1株，每處理16盒，共5個處理，80盒。5個處理分別為CK(0mmol/LNaCl溶液+0mmol/L水楊酸溶液)、T0（100mmol/LNaCl溶液+0mmol/L水楊酸溶液）、T0.5（100mmol/LNaCl溶液+0.5mmol/L水楊酸溶液）、T1.0（100mmol/LNaCl溶液+1.0mmol/L水楊酸溶液）、T1.5（100mmol/LNaCl溶液+1.5mmol/L水楊酸溶液）。播種、澆透水后放置于人工氣候室（光周期16h晝/8h夜，晝夜溫度25±1℃/20±1℃）進行培養(yǎng)，在基本出苗后定期澆水，每株20mL，共處理3次。第一對真葉展開后用不同濃度水楊酸（0mmol/L、0.5mmol/L、1.0mmol/L、1.5mmol/L）進行灌根處理，每3天處理一次，每株20mL，共處理3次。最后一次水楊酸處理5天后澆營養(yǎng)液[350mg/LCa(NO3)24H2O、500mg/LKNO3、120mg/L(NH4)2HPO4、250mg/LMgSO47H2O]，3天處理一次，每株20mL，共處理3次。最后一次營養(yǎng)液處理5天后，對照組用0mmol/LNaCl溶液處理，處理組用100mmol/LNaCl溶液處理，3天處理一次，每株20mL，共處理3次。最后一次NaCl處理后5天，每處理選擇6株長勢一致的百日草幼苗，進行株高、鮮重、干重的測定，以及掃根處理。1.3項目測定1.3.1株高用直尺測定株高。1.3.2干鮮質量收獲百日草幼苗后，用自來水將其沖洗干凈，將各處理的植株分為地上部與地下部，用電子分析天平依次稱得地上部鮮重、地下部鮮重；之后將鮮樣置于鼓風干燥箱內，在105℃下殺青30min，在80℃條件下烘干至恒重，然后用電子天平分別稱得地上部干重與地下部干重。1.3.3根系形態(tài)參數(shù)將各處理植株的根系用蒸餾水沖洗干凈后，采用根系掃描儀（STD4800）掃描并留存完整的根系圖像，通過WinRHIZO根系分析系統(tǒng)（RegentInstrumentsInc8，Canada）對掃描圖像進行分析，得到根系總根長、根體積、根表面積、總根尖數(shù)、根分枝數(shù)、根交叉數(shù)等相應的形態(tài)參數(shù)。1.4數(shù)據(jù)分析采用MicrosoftExcel2010和SPSS18.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。2.結果與分析2.1不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗株高的影響圖1不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗株高的影響Fig.1EffectsofdifferentconcentrationsofSAontheplantheightofZinniaelegansunderNaClstress注：不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），CK(0mmol/LNaCl溶液+0mmol/L水楊酸溶液)、T0（100mmol/LNaCl溶液+0mmol/L水楊酸溶液）、T0.5（100mmol/LNaCl溶液+0.5mmol/L水楊酸溶液）、T1.0（100mmol/LNaCl溶液+1.0mmol/L水楊酸溶液）、T1.5（100mmol/LNaCl溶液+1.5mmol/L水楊酸溶液），下同Note:Differentlowercaselettersindicatethesignificantdifference(P<0.05).CK(0mmol/LNaClsolution+0mmol/LSAsolution)、T0（100mmol/LNaClsolution+0mmol/LSAsolution）、T0.5（100mmol/LNaClsolution+0.5mmol/LSAsolution）、T1.0（100mmol/LNaClsolution+1.0mmol/LSAsolution）、T1.5（100mmol/LNaClsolution+1.5mmol/LSAsolution）.Thesamebelow由圖1可知，在100mmol/LNaCl脅迫下，不同濃度SA處理的百日草幼苗株高整體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。其中，SA濃度為0.5mmol/L時，株高達到最大值，且顯著高于對照，比對照增加了29.25%；SA濃度為1.0mmol/L、1.5mmol/L時，株高顯著低于對照，分別比對照下降了4.25%、18.75%。可見，100mmol/LNaCl脅迫下，0.5mmol/L的SA可有效緩解百日草幼苗株高的下降。2.2不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗鮮重、干重的影響表1不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗鮮重、干重的影響Table1EffectsofdifferentconcentrationsofSAonthefreshweight,dryweightofZinniaelegansunderNaClstress處理Treatment總鮮重Totalfreshweight(mg)地上部鮮重Shootfreshweight(mg)地下部鮮重Rootfreshweight(mg)總干重Totaldryweight(mg)地上部干重Shootdryweight(mg)地下部干重Rootdryweight(mg)CK519.50±4.58b450.00±5.95b69.50±10.53d73.00±6.87b67.20±6.82b5.80±0.27cT0453.30±38.62b363.20±31.27bc90.10±9.20c61.30±2.05b55.40±1.52bc5.90±0.55cT0.5954.70±157.82a771.80±162.89a182.90±18.11a124.70±23.35a111.30±22.43a13.40±1.08aT1.0603.70±242.39b459.20±26.00b144.50±13.76b77.40±33.38b68.20±3.68b9.20±0.76bT1.5367.60±9.36c277.10±16.95c90.50±18.71c53.60±1.43c45.70±4.75c7.90±2.86b注:同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。Note:Thedifferentlowercaselettersinthesamecolumnindicatethesignificantdifference（P<0.05）．Thesamebelow．由表1可知，NaCl脅迫下百日草幼苗地上部干鮮重、地下部干鮮重以及整株干鮮重均隨著SA濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在SA濃度為0.5mmol/L時，各指標均達到最大值，且顯著高于對照，總鮮重、地上部鮮重、地下部鮮重、總干重、地上部干重、地下部干重分別比CK增加了83.77%、71.51%、163.17%、70.82%、65.63%、131.03%。SA濃度為0mmol/L和1.0mmol/L時，總鮮重、地上部鮮重、總干重、地上部干重與對照相比差異不顯著。SA濃度為1.5mmol/L時，總鮮重、地上部鮮重、總干重、地上部干重均顯著低于對照，而地下部干鮮重均顯著高于對照。由此可知，外施SA有利于NaCl脅迫下百日草幼苗整株干鮮質量的增加，以0.5mmol/L最佳，且SA對NaCl脅迫下百日草幼苗地上部生長的緩解作用小于地下部。2.3不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗根系形態(tài)的影響CKT0T0.5T1.0T1.5圖2不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草根系的影響Fig.2EffectsofdifferentconcentrationsofSAonrootsystemofZinniaelegansunderNaClstress由圖2可知，T0根系稀疏且細根少，說明NaCl脅迫嚴重抑制百日草幼苗根系的生長，而0.5mmol/L、1.0mmol/LSA處理的根系均比未施用SA的根系發(fā)達繁密，說明一定程度SA可緩解NaCl脅迫對根系造成的傷害，促進NaCl脅迫下百日草幼苗根系的生長，當SA濃度為0.5mmol/L時，根系生長狀況最好。由圖3可知，在100mmol/LNaCl脅迫下，不同濃度SA處理的百日草幼苗的總根長、根體積、根表面積、總根尖數(shù)、根交叉數(shù)、根分枝數(shù)與株高和干鮮質量的變化趨勢基本相同，也是呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。其中，SA濃度為0.5mmol/L時，根長、根表面積、根體積、總根尖數(shù)、根交叉數(shù)、根分枝數(shù)達到最大值，且顯著高于對照，分別比對照增加了81.22%、128.68%、200%、72.18%、56.36%、69.53%；SA濃度為1.0mmol/L時，根長、根體積、根表面積顯著高于對照，然而總根尖數(shù)、根交叉數(shù)、根分枝數(shù)與對照相比差異不顯著；SA濃度為1.5mmol/L時，除了根體積差異不顯著外，根長、根表面積、總根尖數(shù)、根交叉數(shù)、根分枝數(shù)均顯著低于對照。可見，適宜濃度的SA利于促進NaCl脅迫下百日草幼苗根系生長。圖3不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗根系形態(tài)參數(shù)的影響Fig.3EffectsofdifferentconcentrationsofSAonrootmorphologyofZinniaelegansunderNaClstress2.4不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草幼苗不同徑級根系參數(shù)的影響表2不同濃度SA對NaCl脅迫下百日草不同徑級根長、根表面積、根體積和總根尖數(shù)的影響Table2EffectsofdifferentconcentrationsofSAonrootlength,rootsurfacearea,rootvolumeandtotalroottipsindifferentdiameterrangesunderNaClstress處理Treatment根長Rootlength(cm)根表面積Rootsurfacearea(cm2)0-0.3mm0.3-0.6mm>0.6mm0-0.3mm0.3-0.6mm>0.6mmCK256.90±58.66bc8.38±2.06c1.89±0.48c9.34±2.14c1.09±0.30c0.59±0.15cT0202.29±29.51cd13.13±4.94bc3.47±0.89b8.63±1.30c1.70±0.64bc0.98±0.22bT0.5444.55±52.44a33.56±11.07a6.09±1.13a20.04±2.48a4.20±1.34a1.67±0.30aT1.0309.24±10.96b19.20±3.03b3.37±1.20b13.55±0.73b2.46±0.35b0.93±0.32bT1.5170.45±38.35c9.69±4.91c3.35±1.30b7.37±2.45b1.28±0.59c0.93±0.36b處理Treatment根體積Rootvolume(cm3)總根尖數(shù)Totalroottips(No·plant-1)0-0.3mm0.3-0.6mm>0.6mm0-0.3mm0.3-0.6mm>0.6mmCK0.03±0.01c0.01±0.00c0.02±0.01b387.40±98.80b3.80±2.17a0.60±0.55bT00.03±0.01c0.02±0.01bc0.02±0.00b311.60±106.04bc5.00±2.83a1.40±0.55abT0.50.09±0.01a0.04±0.01a0.04±0.01a666.40±153.84a7.20±3.27a1.00±0.71abT1.00.05±0.00b0.03±0.00b0.02±0.01b327.60±21.19bc5.60±1.14a1.40±0.55abT1.50.03±0.01c0.01±0.01c0.02±0.01b198.00±51.37c5.60±8.14a1.60±0.55a本試驗將百日草幼苗根系劃分為直徑(L)0-0.3mm、0.3-0.6mm、>0.6mm三個徑級。由表2可以看出，5個不同處理均是細根(0-0.3mm)的根表面積、根體積最大、根長最長、根尖數(shù)最多，0.3-0.6mm的次之，>0.6mm的最小。這說明細根是百日草幼苗根系的重要組成部分，細根的根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)對于緩解NaCl脅迫對百日草幼苗的影響起到關鍵作用，其數(shù)量增加或者所占比重增大都可增加根系吸收能力。不同徑級根長、根體積、根表面積、根尖數(shù)均是隨SA濃度的升高呈現(xiàn)出先上升后下降的變化規(guī)律。SA濃度為0.5mmol/L時百日草幼苗根系中0-0.3mm、0.3-0.6mm這兩個徑級范圍內的根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)最高，且均顯著高于對照。說明外施SA有利于增加NaCl脅迫下百日草幼苗不同徑級根系的根長、根體積、根表面積、根尖數(shù)，其中以0.5mmol/LSA對細根的影響最為顯著。3.結論與討論3.1結論本試驗結果表明，NaCl脅迫下，百日草幼苗的株高、鮮重、干重及根系（根長、根表面積、根體積、總根尖數(shù)、根交叉數(shù)、根分枝數(shù)）均不同程度降低，外施SA后各項指標均隨SA濃度的增加呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，其中0.5mmol/LSA處理的各項指標均達到最大值，且顯著高于對照。適宜濃度的外源SA可以通過促進根系，特別是細根生長來緩解NaCl脅迫對百日草幼苗生長的抑制作用。3.2討論NaCl脅迫是植物生長發(fā)育的重要逆境因素之一，會打破植物的正常新陳代謝,抑制其根系和地上部的生長,直接或間接地影響植物的生理狀況。有研究表明，水稻的品質和產量在NaCl脅迫下會受到影響[12],而且NaCl脅迫對黃芩種子萌發(fā)生長具有抑制作用[13],還會使番茄種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、胚根長度呈下降趨勢[14]。總之，鹽脅迫作為植物關鍵的一種非生物脅迫因素，會對植物的生長產生不同程度的抑制作用。為了抵御土壤中鹽離子的脅迫,植物體內產生了一系列的鹽脅迫調控機制來適應環(huán)境。有研究顯示，在不同的發(fā)育時期植物的耐鹽性不同，通常認為植物體在萌發(fā)及幼苗期耐鹽性最差[15]。因此，本試驗的各項指標均是以百日草幼苗期作為依據(jù)，來研究外源水楊酸（SA）對NaCl脅迫下百日草幼苗生長的影響。SA作為植物體內普遍存在的一種內源性激素，能夠參與調節(jié)植物許多生理過程[5]。既能在正常條件下促進植物生長發(fā)育[16]，也能在生物或非生物脅迫下提高植物的抗逆性[6-8]。已有研究表明，SA能夠誘導植物在非生物逆境下產生病程相關蛋白（PR-蛋白），增加滲透調節(jié)物質，提高酶的活性，從而增強植物對逆境的抗性。在本試驗中，不同濃度SA處理的百日草幼苗的各項指標均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，SA濃度為0.5mmol/L時，各指標均達到最大值，且顯著高于對照。這與王立紅等[17]以中棉所41號、新陸中36號和新陸中21號等為材料，研究SA對NaCl脅迫下棉花種子萌發(fā)和幼苗根系生長的影響，所得出的在0.2mmol/LSA處理下棉花種子的鹽害緩解效應達到顯著水平,即適宜濃度的SA可以顯著提高棉花種子萌發(fā)，緩解NaCl脅迫對植株的傷害，同時可提高棉花幼苗的根系活力這一結論相似。也與逯亞玲等[7]以紫花苜蓿為材料和趙寶泉等[18]在杭白菊上進行研究所得結果相似。NaCl脅迫首先影響到的就是植物根系，根系的長短、表面積大小以及體積大小等都可以用來反映根系的發(fā)達程度[19]，根系越發(fā)達越有利于植物獲取養(yǎng)分。試驗表明，根系的吸收能力在不同直徑范圍存在一定的差別，通常徑級較小的細根在植物根系的吸收功能中起到主要作用。SA濃度為0.5mmol/L時百日草幼苗根系在0-0.3mm這個徑級范圍內的根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)最高，且均顯著高于對照。這說明，細根是百日草幼苗根系的重要組成部分，細根的根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)對于緩解NaCl脅迫對百日草幼苗的影響起到關鍵作用，其數(shù)量增加或者所占比重增大都可增加根系吸收能力。最佳外源SA濃度會受到植物種類、處理方法、時間、環(huán)境條件及程度的影響[20]。本試驗條件下，各項指標均隨SA濃度的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，噴施0.5mmol/LSA時，對NaCl脅迫下百日草幼苗生長的緩解效果最好。外施適宜濃度的SA能有效提高幼苗株高、增加干鮮質量、改善根系生長狀況，說明SA確實能對NaCl脅迫下的百日草幼苗起到緩解作用，這是因為SA能夠誘導百日草在NaCl脅迫條件下產生保護物質，而這些保護物質能消除因高鹽誘導產生的活性氧自由基，從而降低膜脂過氧化，維持細胞膜的完整性和穩(wěn)定性，提高植物的抗逆性[21]。但是SA濃度一旦過高，反而會抑制幼苗的生長，說明SA對NaCl的緩解作用存在濃度效應，這可能是由于SA可通過影響生長素的極性分布而調控根系發(fā)育[22]，進而影響整株幼苗的生長。綜上所述，在本試驗條件下，隨SA濃度的增加，百日草幼苗的株高、鮮重、干重及根系（根長、根表面積、根體積、總根尖數(shù)、根交叉數(shù)、根分枝數(shù)）呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，其中以0.5mmol/LSA處理效果最為顯著，且各項指標均優(yōu)于對照。適宜濃度的外源SA可以通過促進根系，特別是細根生長來緩解NaCl脅迫對百日草幼苗生長的抑制作用。若今后在百日草的實際生產中，植株受到鹽分脅迫時可考慮選擇0.5mmol/L濃度的SA進行噴施，以減少鹽害對生產造成的虧損。

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