硅对杨树盐胁迫的缓解效应及其机理

【摘要】： 土壤盐碱化是影响世界农业生态环境和可持续发展的严重问题,盐害是目前制约作物产量的主要逆境因素之一,如何利用大面积的盐碱地和丰富的咸水资源来发展农业,成为科学家迫切需要解决的重大课题。本文以杨树为研究对象,在智能人工生长室内进行水培实验,研究了硅对盐胁迫下杨树幼苗生长量和生物量、光合作用、荧光参数、酶活性、根系离子微域分布、叶片超微结构以及其它生理指标的影响,阐明了硅缓解杨树盐胁迫的效应与机制。主要结论如下: 1)随着盐浓度的加重,杨树幼苗生长量、生物量总量均呈下降趋势;叶生理性能恶化。外源硅可以促进新稍增长,增强根系活力,改善叶形态,说明施硅促进了杨树的生长,维持了正常生理活动。 2)随着盐浓度的增加,叶绿素的破坏加剧,光合性能下降。施外源硅后各处理光合效率得到不同程度提高,叶绿素含量提高,气孔导度变大,胞间CO_2浓度增加,净光合速率提高。表明硅能较好维持盐胁迫下杨树正常的光合作用。 3)盐胁迫使杨树叶片内活性氧代谢平衡被破坏,POD、CAT活性下降,MDA含量增加,细胞膜透性加大。施硅降低了叶片MDA含量,维持了细胞膜的稳定性和完整性,较好的诱导了CAT和POD活性的上升,认为施硅可以提高了杨树抗拒盐胁迫的能力。 4)运用X-射线电子探针分析结果表明,盐胁迫使杨树表皮、皮层和中柱细胞中Na~+、Cl~-的X-射线峰明显升高,K~+峰降低;加硅处理后细胞各组织中Na~+、Cl~-的X-射线明显降低,而K~+峰则大幅度提高,Na~+在根系各部分均匀分布。表明盐胁迫下加硅可以改变养分离子的吸收和分布,从而缓解了盐离子对杨树的毒害作用。 5)叶片超微结构观察表明,随着胁迫浓度增加,叶绿体类囊体片层扭曲、变形、松散,嗜锇颗粒增大增多,外膜逐渐断裂解体,线粒体外膜局部消失,细胞核固缩;施硅后叶肉组织细胞器损伤得到明显改善,表现为叶绿体贴壁排列,叶绿体内囊体片层略有扩充现象,细胞核及线粒体基本完好。