盐分对玉米根系生长的胁迫效应

王子强, 刘树泽, 崔宝明, 韩小伟, 刘渤, 吴艳芳, 韩哲, 杜雪梅

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中南农业科技 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (8) : 12-16.
试验研究

盐分对玉米根系生长的胁迫效应

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摘要

以玉米(Zea mays L.)品种金王16(JW16)为试验材料,采用沙培方式,设置不同盐浓度处理(0、100 mmol/L NaCl),研究盐胁迫后玉米吐丝期根系形态、生理特性和生物量的差异。结果表明,盐胁迫严重影响玉米根系的生长,其根系各指标较对照均显著降低,表现为总根长、总根表面积、总根体积分别下降8.59%、22.23%、23.69%;盐胁迫后根系的SOD和POD活性均显著升高, CAT活性显著下降,导致H2O2含量显著上升,氧化胁迫加重,影响细胞稳态;盐胁迫显著增加MDA含量,比对照增加26.41%,细胞氧化损伤较重,影响玉米植株生理生化反应的正常进行。盐胁迫严重抑制了根系的生长发育,减弱了根系对土壤中水分和养分的吸收利用,阻碍了地上部植株的生长。研究盐分胁迫对玉米吐丝期根系生长发育的影响,可为盐碱地玉米抗逆栽培提供科学依据。

关键词

盐分 / 胁迫效应 / 玉米(Zea mays L.) / 根系形态 / 抗氧化酶

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王子强, 刘树泽, 崔宝明, 韩小伟, 刘渤, 吴艳芳, 韩哲, 杜雪梅. 盐分对玉米根系生长的胁迫效应. 中南农业科技. 2023, 44(8): 12-16

参考文献

[1] 李少昆,赵久然,董树亭,等. 中国玉米栽培研究进展与展望[J]. 中国农业科学,2017,50(11):1941-1959.
[2] 路晓筠,项卫东,郑光耀,等. 盐碱地改良措施研究进展[J]. 江苏农业科学,2015,43(12):5-8.
[3] ZELM E V, ZHANG Y, TESTERINK C.Salt tolerance mechanisms of plants[J]. Annual review of plant biology,2020,71(1):403-433.
[4] 董红云,朱振林,李新华,等. 山东省盐碱地分布、改良利用现状与治理成效潜力分析[J]. 山东农业科学,2017,49(5):134-139.
[5] 黄明逸,张展羽,翟亚明,等. 咸淡交替灌溉下生物炭对滨海盐渍土及玉米产量的影响[J]. 农业工程学报,2020,36(21):88-96.
[6] 张乃丹,宋付朋,张喜琦,等. 速缓效氮肥配施有机肥对滨海盐渍土供氮能力及小麦产量的影响[J]. 水土保持学报,2020,34(6):337-344.
[7] ZHU Y X, GONG H J.Beneficial effects of silicon on salt and drought tolerance in plants[J]. Agronomy for sustainable development,2014,34(2):455-472.
[8] MBARKI S, SYTAR O,CERDA A, et al.Strategies to mitigate the salt stress effects on photosynthetic apparatus and productivity of crop plants[J]. Salinity responses and tolerance in plants,2018,1:85-136.
[9] NEGRÃO S, SCHMÖCKEL S M, TESTER M. Evaluating physiological responses of plants to salinity stress[J]. Annals of botany,2017,119(1):1-11.
[10] FENG S W, GU S B, ZHANG H B, et al.Root vertical distribution is important to improve water use efficiency and grain yield of wheat[J]. Field crops research,2017,214:131-141.
[11] XIAO B B, LU H Y, LI C Y, et al.Carbohydrate and plant hormone regulate the alkali stress response of hexaploid wheat (Triticum aestivum L.)[J]. Environmental and experimental botany,2020,175:104053.
[12] 束红梅,郭书巧,巩元勇,等. 盐胁迫对作物根系的影响及基因工程改良[J]. 分子植物育种,2013,11(5):657-662.
[13] JULKOWSKA M M, HOEFSLOOT H C, MOL S, et al.Capturing arabidopsis root architecture dynamics with root-fit reveals diversity in responses to salinity[J]. Plant physiology,2014,166(3):1387-1402.
[14] 梁晓艳,顾寅钰,李萌,等. 海水胁迫下藜麦根系形态发育及生理响应[J]. 山东农业科学,2019,51(11):28-34.
[15] 谷娇娇,胡博文,贾琰,等. 盐胁迫对水稻根系相关性状及产量的影响[J]. 作物杂志,2019(4):176-182.
[16] 谷俊,耿贵,李冬雪,等. 盐胁迫对植物各营养器官形态结构影响的研究进展[J]. 中国农学通报,2017,33(24):62-67.
[17] 辛承松,董合忠,唐薇,等. 棉花盐害与耐盐性的生理和分子机理研究进展[J]. 棉花学报,2005,17(5):309-313.
[18] 刘凤兰,杜新民,秦爱萍. 黄瓜幼苗对NaC1胁迫的生理响应[J]. 中国农学通报,2013,29(22):l78-182.
[19] MENEZES-BENAVENTE L, KERNODLE S P, MARGIS-PINHEIRO M, et al.Salt-induced antioxidant metabolism defenses in maize (Zea mays L.) seedlings[J]. Redox report :Communications in free radical research,2004,9(1):29-36.
[20] ZHANG H, LIU X L, ZHANG R X, et al.Root damage under alkaline stress is associated with reactive oxygen species accumulation in rice (Oryza sativa L.)[J]. Frontiers in plant science,2017,8:1580.
[21] NEVES G Y S, MARCHIOSI R, FERRARESE M L L, et al. Root growth inhibition and lignification induced by salt stress in soybean[J]. Journal of agronomy and crop science (1986),2010,196(6):467-473.
[22] 王泳超. γ-氨基丁酸(GABA)调控盐胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的机制[D]. 哈尔滨:东北农业大学,2016.
[23] KALAJI H M, OUKARROUM A, ALEXANDROV V, et al.Identification of nutrient deficiency in maize and tomato plants by in vivo chlorophyll a fluorescence measurements[J]. Plant physiology and biochemistry,2014,81:16-25.
[24] 王爱国,罗广华,邵从本,等. 大豆种子超氧物歧化酶的研究[J]. 植物生理学报,1983,9(1):79-86.
[25] GIANNOPOLITIS C N, RIES S K.Superoxide dismutases:I. Occurrence in higher plants[J]. Plant physiology,1977,59(2):309-314.
[26] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京:高等教育出版社,2000.
[27] 林植芳,李双顺,林桂珠,等. 水稻叶片的衰老与超氧物歧化酶活性及脂质过氧化作用的关系[J]. 植物学报,1984,26(6):605-615.
[28] 刘盛林, 丁效东, 郑东峰, 等. 黄河三角洲盐渍化荒地种植植物对土壤改良、磷形态转化及有效性的影响[J]. 水土保持学报, 2021, 35(1):278-284.
[29] 刘少华,朱学伸,闫敏,等. NaCl浸种对盐胁迫下杂交稻幼苗根系生长特性的影响[J]. 西南大学学报(自然科学版),2020,42(8):59-65.
[30] 单立山,李毅,段雅楠,等. 红砂幼苗根系形态特征和水分利用效率对土壤水分变化的响应[J]. 西北植物学报,2014,34(6):1198-1205.
[31] 刘丹,王建贺,王从磊,等. 不同浓度盐胁迫对小麦萌发和幼苗生长的影响[J]. 中国农学通报,2016,32(24):49-54.
[32] 李有芳,王石平,丁金金,等. 盐胁迫对小麦根系氧化损伤及细胞程序性死亡的影响[J]. 麦类作物学报,2019,39(11):1326-1332.
[33] 袁海,何鹏飞,武君洁,等. 盐胁迫对耐盐和盐敏感玉米幼苗生长和生理特性的影响[J]. 江苏农业科学,2019,47(19):86-89.
[34] 徐芬芬,彦有娟,韦蓉香. NaCl和Na2CO3胁迫对水稻根系生长的影响[J]. 杂交水稻,2020,35(3):76-78.
[35] CHANG J, CHEONG B E, NETERA S, et al.Morphological and metabolic responses to salt stress of rice (Oryza sativa L.) cultivars which differ in salinity tolerance[J]. Plant physiology and biochemistry,2019,144:427-435.
[36] ZÖRB C, GEILFUS C M, DIETZ K J, et al. Salinity and crop yield[J]. Plant biology,2018,21(S1):31-38.
[37] 王茂莹,王慧桥,司庆臣,等. 不同浓度外源-氧化氮对盐胁迫下小麦幼苗生理特性的影响[J]. 土壤通报,2019,50(6):1426-1433.
[38] 孙浩月,吴洪斌,李明,等. 褪黑素浸种对盐胁迫下芸豆幼苗生长及生理特性的影响[J]. 河南农业科学,2021,50(12):111-120.
[39] 谭婷. 过氧化物氧化还原酶1(Prx1)在NIH3T3细胞中的活性调控机制研究[D].广州:南方医科大学,2014.
[40] 吕冬梅,朱广龙,王玥,等. 苗期重金属胁迫下蓖麻生长、生理和重金属积累效应[J]. 作物学报,2021,47(4):728-737.
[41] JIANG J L, TIAN Y, LI L, et al.H2S Alleviates salinity stress in cucumber by maintaining the Na+/K+ balance and regulating H2S metabolism and oxidative stress response[J]. Frontiers in plant science,2019,10:678.
[42] ALTAF M A,SHAHID R, REN M X, et al.Melatonin mitigates nickel toxicity by improving nutrient uptake fluxes, root architecture system, photosynthesis, and antioxidant potential in tomato seedling[J]. Journal of soil science and plant nutrition,2021,21(3):1842-1855.
[43] 张涛,马肖静,朱新红,等. NaCl胁迫对不同耐盐性辣椒幼苗生理生化指标的影响[J]. 山东农业科学,2021,53(12):38-43.
[44] 周毅,崔丰磊,杨萍,等. 盐胁迫对不同品种水稻幼苗生理生化特性的影响[J]. 江苏农业科学,2016,44(1):90-93.

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山东省玉米产业技术体系滨州综合试验站项目(SDAIT-02-14)
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