花生苗期耐盐性评价及耐盐指标筛选

评价鉴选耐盐品种对于盐碱地花生生产具有重要意义。采用盆栽试验,设置不同盐胁迫浓度,对200个花生品种(系)萌发至幼苗期通过出苗速度、植株形态和生物量等指标进行耐盐性系统评价。结果表明,随盐胁迫浓度的增加,出苗时间延长,植株形态建成抑制加重,物质积累减少。鉴选花生品种耐盐性强弱的适宜盐胁迫浓度为0.30%—0.45%,超过此浓度不能出苗。地上部形态和生物量可作为耐盐评价的首选指标,主根长和出苗速度可作为辅助指标用以判断花生品种的综合耐盐能力。200个品种(系)在不同盐胁迫浓度下均可分成高度耐盐型、耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型4组。耐盐品种数量随盐胁迫强度加大而下降,盐敏感品种数量则上升。0.15%浓度下200个品种全部出苗,4个类型品种数分别占供试材料的29.0%、39.0%、27.5%和4.5%;0.30%浓度下185个品种出苗,4个类型品种数分别占供试材料的5.5%、34.5%、23.5%和29.0%;0.45%浓度下107个品种出苗,4个类型品种数分别占供试材料的5.5%、5.5%、20.0%和22.5%。14个品种在各盐浓度胁迫下均表现耐性,10个品种在各盐浓度胁迫下均表现敏感,为花生耐盐机理研究及生产应用提供了不同类型材料。     

花生幼苗对重复干旱胁迫的生理响应

防雨棚内设盆栽试验,设置对照(Control,75%田间持水量)、干旱胁迫(D,35%)、重复干旱胁迫(D_D,35%)3个处理,探讨花生幼苗对预干旱胁迫的适应和记忆响应,分析预干旱对缓解重复干旱胁迫危害的生理作用。结果表明,与干旱胁迫处理相比,重复干旱胁迫提高了叶片的相对含水量,减少脯氨酸的积累,降低MDA和O·_2~-含量;抗氧化酶SOD、CAT活性降低,其中POD活性降低最为明显,并在复水后恢复到与对照相同水平或低于对照。与正常水分的对照相比,干旱胁迫显著降低叶片光合速率(P_N)、最大光合势能(P_C)、最大光量子产量(Y_Q),但重复干旱处理在重复干旱胁迫时期和复水后P_N、P_C和Y_Q均高于干旱处理。预干旱胁迫导致光合和气孔导度滞后面积、滞后率(H_P和H_g)增加,经过预干旱胁迫后,重复干旱显著降低光合和气孔导度滞后面积和滞后率。预干旱胁迫提高植株在重复干旱胁迫下叶片含水量,减轻重复干旱对植株造成的生理伤害,在光合作用上提高对重复干旱的抵御能力,并在复水后快速恢复到正常水分条件下植株生长水平,减少干旱对植株的不利影响。因此,预干旱胁迫促使花生幼苗具备适应或可记忆初始胁迫的能力,重复干旱胁迫时表现更为迅速和强烈的生理防御和快速的生理恢复机制。     

山东地区盐碱土花生种子际土壤微生物群落结构的研究

【目的】以不同含盐量的滨海盐土、内陆盐碱土和中等肥力非盐碱土壤为实验对象,探讨花生种子在吸水膨胀与萌发过程中,不同类型盐碱土对种子际土壤微生物多样性变化的影响。【方法】采集不同含盐量的滨海盐土、内陆盐碱土和中等肥力非盐碱土壤,通过对各样品中细菌的16S r RNA基因的V3-V4区进行PCR扩增,利用Illumina Hiseq高通量测序技术对12份V3-V4高变区PCR产物进行测序,并对测序数据进行生物信息学分析。【结果】(1)盐碱土壤的种子际细菌群落多样性高于非盐碱土壤,且以东营青坨滨海盐土种子际土壤细菌群落多样性较高。(2)不同类型土壤样本微生物群落结构在纲水平存在明显差异。4种土壤类型种子际土壤细菌共分属于6个菌纲,分别为Proteobacteria、Actinobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria和Firmicutes菌纲,并均以Proteobacteria和Actinobacteria菌纲为主要菌纲。全样本菌落结构分析结果表明,4种类型土壤中不同吸胀时间内种子际微生物菌落在门、属水平上的类型和丰度差异最为显著(P0.05)。(3)beta多样性分析和各样本遗传距离(phylogenetic distances)聚类树图分析表明,4个土壤类型的12个土壤样本种子际土壤中微生物群落均可聚为2大类。【结论】土壤含盐量越高其种子际土壤细菌群落多样性较高。不同类型土壤样本微生物群落结构在纲水平存在明显差异,以Proteobacteria和Actinobacteria菌纲为主要菌纲。种子吸胀萌发时间影响种子际微生物菌落在门、属水平上的类型和丰度,但对相同土壤类型样本间遗传距离无影响。     

干旱与盐胁迫对花生根际土壤细菌群落结构和花生产量的影响

以花生品种花育25号为试验材料,采用盆栽试验研究了开花期干旱和盐分胁迫对花生生长发育和荚果产量的影响,并运用高通量测序技术分析干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫下,花生根际土壤细菌群落结构的变化特征。结果表明: 不同胁迫处理花生根际土壤细菌群落均以变形菌门、放线菌门、Saccharibacteria、绿弯菌门、蓝藻菌门和酸杆菌门为主。干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫均不同程度降低了变形菌门和放线菌门的相对丰度,但显著提高了蓝藻菌门的含量,且旱盐双重胁迫较其单一胁迫引起的根际蓝藻菌门丰度变化更显著。土壤细菌功能预测分析显示,信号转导机制、防御机制及翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣等相关功能在旱盐双重胁迫的细菌中活性更强,可能对花生生长及胁迫应答具有重要影响。统计学分析显示,开花期干旱、盐胁迫和旱盐双重胁迫严重影响花生生长发育,并显著降低产量。研究结果可为通过改良土壤微生物环境来提高植物胁迫耐受性提供参考。     

花生萌发至苗期耐盐胁迫的基因型差异北大核心CSCD

采用盆栽试验,设置0、0.15%、0.30%和0.45%等4个浓度的盐胁迫,通过出苗速度、植株形态和生物量等指标研究不同基因型花生(Arachis hypogaea)品种(系)萌发至幼苗期的耐盐性差异。结果表明,各浓度盐胁迫下,相对出苗时间、相对株高、相对主茎高、相对主根长、相对地上部鲜质量、相对地下部鲜质量、相对植株鲜质量、相对地上部干质量、相对地下部干质量和相对植株干质量等10个指标耐盐指数品种间呈正态分布,变异较大。主成分分析将10个指标归结为不相关的独立因子,采用综合得分将107个品种(系)聚类为高度耐盐型、耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型4组,0.15%浓度下4个类型品种数分别占供试材料的45.79%、39.25%、7.48%和7.48%;0.30%浓度下4个类型品种(系)数分别占供试材料的11.21%、47.66%、22.43%和18.69%;0.45%浓度下4个类型品种(系)数分别占供试材料的6.54%、23.36%、50.47%和19.63%。部分品种(系)在各强度盐胁迫下均表现为耐盐或盐敏感,部分品种(系)在低强度胁迫下表现为耐盐,而在高强度胁迫下表现为盐敏感。3个浓度盐胁迫下高度耐盐型、耐盐型、盐敏感型和盐高度敏感型分组一致的品种(系)分别有1个(‘阜花11’)、7个(‘花育28’、‘Z11’、‘花育39’、‘花育32’、‘HLN2’、‘粤油26’、‘XE019’)、0个和1个(‘D1035’)。盐胁迫下,不同耐盐类型花生品种(系)出苗时间、植株形态和生物量等10个指标间差异达显著或极显著水平,盐敏感类型比耐盐类型品种(系)出苗时间延长,植株形态建成抑制加重,物质积累减少。     

水分胁迫和氮肥对花生根系形态发育及叶片生理活性的影响

以"花育22号"花生为试验材料,在中度干旱胁迫和充足灌水两个水分条件下,分别设置不施氮肥(N0)、中氮(N1,90 kg·hm-2)、高氮(N2,180 kg·hm-2)3个施氮水平,研究不同土壤水分和氮肥条件对花生叶片生理活性及根系形态发育特征的影响.结果表明:与不施氮肥处理相比,两个水分条件下中氮处理均显著增加花生产量,但对收获指数无显著影响.干旱胁迫条件下,中氮处理对总根系生物量和总根长无显著影响,但显著增加花生总根系表面积;中氮和高氮处理均显著增加20~40 cm土层内根长和根系表面积,且高氮处理显著增加40 cm以下土层内根系生物量和根系表面积;施用氮肥显著提高叶片过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,而丙二醛(MDA)含量随施氮量的增加而降低.正常供水条件下,施用氮肥显著降低了花生根系表面积和40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积,中氮处理可提高叶片保护酶活性.相关性分析表明,20~40 cm土层内根长和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、CAT、POD活性与产量呈显著相关.     

花生品种耐盐性指标筛选与综合评价

采用盆栽试验,设置不同盐胁迫浓度,通过萌发至幼苗期的出苗速度、植株形态和生物量等指标对200个花生品种(系)进行耐盐性评价.结果表明: 随盐胁迫浓度的增加,花生出苗时间延长,对植株形态建成抑制加重,物质积累减少.鉴定花生品种耐盐性强弱的适宜盐胁迫浓度为0.30%~0.45%.采用隶属函数值法将10个指标归结为平均隶属函数值,根据不同胁迫浓度下各指标与平均隶属函数值之间的相关性大小,植株鲜质量、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地下部干质量、株高和主茎高均较大,可作为首选指标,植株干质量、地上部干质量、主根长和出苗速率均较小,可作为辅助指标综合判断品种的耐盐能力.200个品种(系)在不同盐胁迫浓度下均可分成高度耐盐型、耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型4组.随盐胁迫强度加大,耐盐品种数量下降,而盐敏感品种数量上升.部分品种在低、中、高盐胁迫强度下表现出统一性(均耐盐或均敏感);部分品种存在差异性,即低胁迫强度下表现耐盐性而在高胁迫强度下表现盐敏感性.     

不同生育期花生渗透调节物质含量和抗氧化酶活性对土壤水分的响应

通过防雨棚池栽试验,以不同花生品种为试材,研究了不同生育时期非充分灌溉对花生品种各生育期叶片膜脂过氧化、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明,苗期和花针期灌水,叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质和丙二醛(MDA)含量均有不同程度的降低.随生育期推进和土壤水分降低,其活性升高,但升幅因品种、抗氧化酶和渗透调节物质类型有异,两品种叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(Pr)、游离氨基酸(AA)和脯氨酸(Pro)含量均以对水分最为敏感的花针期升幅较大,且花育27号的SOD、CAT、Pr和AA的升幅大于花育20号;结荚期灌水后,各抗氧化酶和渗透调节物质未表现降低.两品种全生育期灌水处理与苗期灌水处理间的抗氧化酶活性、渗透调节物质和MDA含量差异均不显著.水分胁迫初期,抗氧化酶活性升高,但随胁迫时间延长其活性明显降低;而渗透调节物质和MDA含量显著高于各生育期灌水处理.POD活性变化对灌水处理响应较弱,SOD和CAT是花生适应土壤水逆境的主要保护酶.灌水处理对花生叶片抗氧化及渗透调节能力表现为花针期＞结荚期＞苗期,各渗透物质调节能力依次表现为脯氨酸、可溶性蛋白质＞可溶性糖＞游离氨基酸.     

外源施钙对盐胁迫下花生营养元素吸收与分配的影响

为解决盐碱地花生养分吸收不畅及分配受阻等问题,研究外源施钙对盐胁迫下花生氮、磷、钾、钙、镁吸收积累、分配特性和产量的影响,为盐碱地花生生产合理、高效施肥提供理论依据.以‘花育25号’为材料,在0.3%盐胁迫浓度下,设置4个Ca浓度梯度[T₁(0)、T₂(75)、T₃(150)和T₄(225) kg·hm^-2 CaO]进行盆栽试验.结果表明: 花生植株内养分含量依次为氮>钾>钙>磷>镁,苗期植株对氮和钙素的吸收中心均在叶片,磷、钾、镁的吸收中心为茎,苗期近一半的营养积累分配在各元素相应的生长中心.成熟期氮、磷、钾吸收中心转移到荚果中,尤以氮、磷在籽仁中的积累量居多,达72.3%～78.9%;钙、镁的吸收中心仍为叶片和茎,其分配比例分别为49.8%、32.6%.盐胁迫明显抑制花生植株各器官对氮、磷、钾、钙和镁各元素的吸收积累与分配,尤以对叶片和籽仁中氮素积累的抑制较为显著,但盐胁迫对荚果中镁的积累有促进作用.外源钙对盐胁迫下花生植株各器官氮、磷、钙和镁的吸收累积有明显的促进作用,尤其对籽仁中磷素积累的调节最为显著,其在籽仁中的积累量提高50%以上.适宜的钙施用量可显著促进盐胁迫下花生养分吸收积累量,提高花生成熟期荚果中氮、磷、钾的分配比,最终提高产量.综合各养分吸收、积累分配和产量结果,在0.3%盐胁迫条件下钙肥适宜施用量为150 kg·hm^-2 CaO.     

干旱胁迫对花生根系生长发育和生理特性的影响

以花育17号和唐科8号两个花生品种为试验材料,在防雨棚栽培池内进行土柱栽培试验,研究了中度干旱胁迫和正常供水处理下花生生育后期根系形态发育特征和生理特性.结果表明: 唐科8号具有较发达的根系及较高的产量和抗旱系数,花育17号根系对干旱胁迫的适应性小于唐科8号.两品种根长密度、根系生物量均主要分布于0～40 cm土层中,但同一土层内两品种根系性状存在差异.与正常供水处理相比,干旱胁迫处理使花育17号各生育期总根长、根系总表面积和总体积均降低,而唐科8号除花针期显著降低外,其余生育期均明显升高;干旱胁迫增加了两品种20～40 cm土层内根系生物量、根系表面积和体积,而降低了40 cm以下土层内各根系性状;干旱胁迫处理使两品种饱果期40 cm以下土层内根系活力降低,且花育17号降低幅度高于唐科8号.干旱胁迫下两品种生育后期根系发育和生理特性的差异表明其根系在干旱胁迫下对水分吸收和利用存在差异.