轉(zhuǎn)基因抗蟲棉耐鹽性篩選與甜菜堿浸種提高棉苗耐鹽性的研究.pdf

1、針對鹽堿地棉花生產(chǎn)上亟待解決的棉花成苗難問題，通過對15個轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種(系)進(jìn)行耐鹽類型劃分與棉苗耐鹽機(jī)理研究，闡明了棉籽發(fā)芽時期耐鹽類型劃分指標(biāo)和鹽脅迫對棉籽發(fā)芽幼苗期的影響，并對甜菜堿浸種提高棉苗耐鹽性進(jìn)行了研究。 試驗(yàn)于2005-2007年在室內(nèi)和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)科技示范園進(jìn)行，采用種子幼苗培養(yǎng)室和室外盆栽相結(jié)合的方法，對15個轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種(系)進(jìn)行耐鹽類型劃分，選耐鹽性強(qiáng)的魯棉研28號和耐鹽性弱的99B為試驗(yàn)材料進(jìn)行

2、了鹽脅迫對棉籽發(fā)芽幼苗期的影響和甜菜堿浸種提高棉苗耐鹽性研究。主要試驗(yàn)結(jié)果如下： 1．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉發(fā)芽時期耐鹽指標(biāo)評價(jià)與類型劃分在4個不同鹽濃度梯度脅迫下，通過對下胚軸長度、單株干重、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的耐鹽系數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析、逐步回歸分析和聚類分析，結(jié)果表明，種子活力指數(shù)的耐鹽系數(shù)可作為棉花發(fā)芽時期耐鹽性鑒定的重要指標(biāo)，在0.8％和1.2％濃度的鹽脅迫下與下胚軸長度(X<,1>)、單株干重(X<,2>)、發(fā)芽率(X<,3

3、>)、發(fā)芽指數(shù)(X<,4>)的耐鹽系數(shù)均有關(guān)，最優(yōu)方程分別為Y=-0.523-0.053X<,1>+0.468X<,2>-0.074X<,3>+1.325X<,4>(R<'2>=0.988)和Y=-0.030X<,1>+0.174X<,2>+0.021X<,3>+0.714X<,4>-0.117(R<'2>=0.996)。高抗鹽品種魯棉研20號、抗鹽品種有魯棉研28號、中棉所41號，耐鹽品種有魯棉研23號、H963，不抗鹽品種有99B、

4、魯棉研27號、98-4，以上品種在0.4％～1.2％鹽濃度脅迫條件下耐鹽性表現(xiàn)穩(wěn)定，為鹽堿地植棉選種提供理論依據(jù)。 2．不同鹽脅迫對棉籽發(fā)芽幼苗期耐鹽性的研究選用目前生產(chǎn)上主推的抗蟲棉品種99B(耐鹽性弱)和魯棉研28號(耐鹽性強(qiáng))，設(shè)定3個不同鹽濃度梯度分別為0.4％、0.8％、1.2％的處理，以清水為對照進(jìn)行發(fā)芽盒培養(yǎng)。結(jié)果表明，所有鹽處理對99B的種子萌發(fā)都有顯著抑制作用；而0.4％濃度鹽脅迫促進(jìn)魯棉研28號種子萌發(fā)，高濃

5、度鹽脅迫時則明顯抑制。無論鹽濃度高低，對幼苗期棉苗生長均產(chǎn)生抑制作用。 鹽脅迫降低子葉期子葉葉綠素含量，且脅迫增強(qiáng)降低幅度加大；0.4％鹽濃度脅迫下葉綠素a/b值、Ψ<,psⅡ>、NPQ和ETR值比對照增大，高鹽濃度下則顯著減?。畸}脅迫提高魯棉研28的F<,v>F<,m>、F<,v>/F<,o>值，對99B的F<,v>/F<,m>、F<,v>/F<,o>值影響不明顯。鹽脅迫提高子葉期棉苗下胚軸和子葉中可溶性糖含量。提高子葉期和一

6、葉期棉花子葉脯氨酸含量和SOD活性，且脅迫加強(qiáng)提高幅度加大。隨著鹽脅迫的加強(qiáng)，棉籽萌發(fā)幼苗期子葉POD、CAT活性和可溶性蛋白含量均呈增加趨勢。兩種品種表現(xiàn)趨勢一致。 3．甜菜堿浸種對棉籽發(fā)芽幼苗期耐鹽性影響的研究選用99B和魯棉研28號，用0、200、400、600、800μg mL<'-1>甜菜堿溶液浸種，置于用含或不含0.6％NaCl的清水濕潤的石英砂發(fā)芽盒中培養(yǎng)。結(jié)果表明，鹽脅迫條件下，隨著甜菜堿濃度的升高，棉籽發(fā)芽勢、

7、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和下胚軸長度均呈先增后減的趨勢，且均在600μg mL<'-1>浸種時達(dá)到最大值，甜菜堿對99B萌發(fā)時期各指標(biāo)的影響大于魯棉研28的。鹽脅迫條件下，甜菜堿浸種提高子葉期幼苗根、下胚軸、子葉鮮重，子葉面積，側(cè)根數(shù)，根系活力，子葉組織含水量，子葉脯氨酸含量和子葉SOD、POD、CAT酶活性；且隨浸種濃度的升高呈先增大后減小的趨勢，均以600μg mL<'-1>浸種時為最大。甜菜堿浸種降低子葉期幼苗子葉比葉重、組織水分飽和虧

8、、水勢、可溶性蛋白含量和主根長，且隨浸種濃度的升高呈先減小后增大的趨勢；亦以600μg mL<'-1>浸種時為最?。粌善贩N表現(xiàn)趨勢一致。 4．甜菜堿浸種對棉花苗期耐鹽性影響的研究選用99B和魯棉研28號，用600μg mL<'-1>甜菜堿浸種，用含或不含0.4％NaCl的Hoagland營養(yǎng)液盆栽培養(yǎng)。結(jié)果表明，無論在鹽脅迫還是非鹽脅迫條件下，甜菜堿浸種對棉花幼苗的生長發(fā)育均有促進(jìn)作用，表現(xiàn)為提高棉苗根、莖、葉鮮重和葉面積，且隨

9、培養(yǎng)時間加長提高幅度加大。甜菜堿浸種對棉花幼苗生理特性亦均有顯著影響，可促進(jìn)棉花苗期葉片葉綠素合成，降低葉綠素的a／b值，增加葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)參數(shù)F<,v>/F<,m>、F<,v>/F<,0>、光合電子傳遞速率(ETR)和光系統(tǒng)Ⅱ的實(shí)際量子效率(ψPsⅡ)值，從而提高棉花苗期葉片的光合能力；并提高棉花苗期葉片和莖稈可溶性糖含量及葉片脯氨酸含量，降低棉花苗期子葉相對電導(dǎo)率，提高棉花苗期滲透調(diào)節(jié)能力；同時還增強(qiáng)棉苗子葉硝酸還原酶活性，促進(jìn)棉