盐碱胁迫对垂丝海棠光合作用及渗透调节物质的影响

该研究以2年生垂丝海棠(Malus halliana Koehne)实生苗为研究材料,设置盐胁迫(NaCl)、盐碱混合胁迫(NaCl+NaHCO_3,1∶1)和碱胁迫(NaHCO_3)3类处理,并以清水作为对照(CK),通过盆栽的方法测定不同时间点垂丝海棠叶片光合色素含量、光合作用参数、叶绿素荧光参数、相对电导率及渗透调节物质含量的变化,以探讨不同盐碱胁迫下垂丝海棠的生理响应特性。结果表明:(1)3种盐碱胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,垂丝海棠植株叶片光合色素(叶绿素a、b和类胡萝卜素)的合成受到抑制,且以碱胁迫处理下降低最为明显,碱胁迫40 d后叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及类胡萝卜素(Car)分别降低67.18%、68.90%和64.67%。(2)垂丝海棠叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)在3种盐碱胁迫下均显著低于CK,而碱处理、盐碱混合处理下的胞间CO_2浓度(C_i),在胁迫20 d时较CK分别升高137.13%和77.66%,胁迫40 d后,则分别降低56.82%和51.89%。(3)随胁迫时间的延长,3种盐碱胁迫处理下的垂丝海棠植株叶片PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、最大荧光(F_m)、光化学淬灭系数(qP)和最大光化学效率(F_v/F_m)均受到抑制,但碱胁迫下的初始荧光(F_0)与盐处理和盐碱混合处理的非光化学淬灭系数(qN)则表现为升高趋势,且于胁迫40 d后,较CK分别升高60.98%、90.70%和99.15%。(4)胁迫40 d后,盐处理、碱处理及盐碱混合处理植株叶片的相对电导率(REC)分别比CK升高了9.39%、35.07%和29.32%,同时各处理胁迫40 d后的可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)、有机酸(OA)显著高于CK,且OA对盐碱混合处理更为敏感,其含量显著高于盐处理和碱处理。(5)3种胁迫对垂丝海棠生长和光合的抑制作用表现为碱处理盐碱混合处理盐处理。研究发现,垂丝海棠植株的光合作用受到3种盐碱胁迫的显著抑制,并以碱胁迫的影响程度更大,但其能通过渗透调节物质来应对胁迫,有效缓解盐碱胁迫的伤害,增强自身耐盐碱能力。     

垂丝海棠应对盐碱复合胁迫的生理响应

盐碱复合胁迫是影响植物生长的主要环境因子。为了探究垂丝海棠（Malus halliana Koehen）响应盐碱复合胁迫的生理特性,利用主成分分析法明确耐盐碱阈值,以2年生垂丝海棠苗为试材,将NaCl与NaHCO₃按1：1的比例混合,通过盆栽浇灌Hogland营养液的方法,模拟5种不同浓度（0、50、100、150、200 mmol/L）盐碱复合胁迫对其光合色素、光合参数、叶绿素荧光参数及渗透调节物质的影响,并对其相关指标进行相关性和主成分分析。结果表明,随着胁迫强度的增大,叶绿素（Chl T）合成受阻,净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、叶片含水量（WC）下降,最大光化学效率（F_v/F_m）、表观光合电子传递速率（ETR）、PSⅡ实际化学效率（φPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）被抑制;类胡萝卜素（Car）含量、水分利用效率（WUE）、电解质外渗率、非调节性能量耗散（Y（NO））升高;胁迫40 d时,初始荧光（F₀）显著升高,而调节性能量耗散Y（NPQ）、非光化学荧光淬灭系数（qN）急剧降低;脯氨酸、可溶性糖、有机酸显著积累,并在100 mmol/L浓度下达到峰值。植株的P_n与G_s、C_i、ETR、φPSⅡ呈极显著正相关,与T_r、WC、qP、Chl T呈显著正相关,与电导率、脯氨酸、Y（NO）呈显著负相关。因此,盐碱复合胁迫下,垂丝海棠叶片主要通过降低G_s、C_i、T_r、WC,提高WUE、大量积累渗透调节物质、启动热耗散机制来保持光合系统伤害与修复的动态平衡。根据主成分分析法,浓度100 mmol/L为耐盐碱阈值,同时G_s、C_i、T_r、Chl T、ETR、φPSⅡ、Y（NO）、WC、qP、电解质渗透率、脯氨酸可作为评价垂丝海棠耐盐碱能力的有效指标。