摘要:文章闡述了大豆鹽脅迫類型,鹽脅迫對大豆形態特征、生理特性等方面產生的影響。
關鍵詞:大豆;鹽脅迫;形態特征;生理特性
中圖分類號: S565.1 文獻標識碼: A 文章編號: 1674-0432(2013)-18-18-1
項目來源: 吉林省高等學校大學生創新創業訓練計劃(201210201040),國家自然科學基金(31201225)資助。
當今,土壤鹽漬化問題受到人們的普遍關注,已經成為世界性的問題。我國是鹽堿地大國之一,高濃度的鹽分嚴重影響植物的生長發育,造成農作物大面積的減產,嚴重制約著農業生產。研究大豆鹽脅迫,對于提高大豆的耐鹽性、增加大豆產量具有重要意義。
1 大豆鹽脅迫的幾種主要類型
無論是植物體需要還是不需要的離子的濃度發生變化,均有可能發生脅迫。常見的脅迫類型除氯化鈉脅迫、磷脅迫外,還有很多其他類型的鹽脅迫,如鎘脅迫、鋁脅迫、鐵脅迫、鉛脅迫、鎂脅迫等各種離子脅迫。張秒高(2005)指出鹽磷耦合脅迫對大豆耐鹽性的影響具有明顯的交互作用,高磷顯著地降低了大豆的耐鹽性。
2 鹽脅迫對大豆形態特征產生的影響
2.1 對大豆根部的影響
2.1.1 對大豆根生長的影響 低磷脅迫能使大豆的根冠比增加;鎘在根部積累遠遠高于葉部,并能引起微量元素在根部的積累,非常不利于大豆對營養元素的吸收及轉運;在鋁的脅迫下,根部的鋁濃度比地上部高5~6倍,抑制了大豆根系的生長;缺鎂脅迫還能使大豆根系的活力顯著下降。何勇強等(1999)研究指出,大豆植株鎘濃度隨鎘脅迫強度提高而增加,鎘易在根部積累;同時引起微量元素在根部的積累,不利于大豆對營養元素的吸收轉運。
2.1.2 對大豆根瘤的影響 氯化鈉脅迫可使大豆的根瘤數量和干重降低,而且,大豆根瘤呼吸熵(RQ)與乙醇含量均明顯上升,說明脅迫下根瘤細胞吸O2受阻。王樹起(2009)認為缺磷脅迫使得根瘤干重下降、數量減少,抑制了大豆根瘤的生長,從而抑制了大豆的結瘤固氮作用,使得大豆的固氮效率降低。
2.2 鹽脅迫對大豆地上部的影響
常汝鎮等(1994)、王增進等(2005)均指出氯化鈉脅迫使大豆植株高度下降,主莖節數和分支數減少數和粒重下降,從而導致產量降低。胡蕾等(2004)通過水培法發現鋁毒脅迫使株高降低,單株干重下降。
3 鹽脅迫對大豆生理特性的影響
3.1 對細胞膜通透性的影響
大豆植株在低鉬、低硼、高鐵、缺鎂、鎘及氯化鈉的脅迫下,質膜透性增大。胡蕾等(2003)指出適量的錳對于降低質膜透性具有積極的作用,而高錳和缺錳脅迫將顯著增加質膜透性。郭寶生(2004)指出在氯化鈉脅迫條件下,敏感品種的細胞膜受破壞較重,透性發生明顯變化。王芳(2005)認為在鎂脅迫下,大豆葉片的質膜透性和丙二醛含量能夠顯著增加。
3.2 對葉及葉綠素的影響
鎂是構成葉綠素的必需元素,缺鎂脅迫能使葉綠素含量顯著降低。吳旭紅(2001)指出鎘能夠引起大豆葉片中葉綠素含量的變化,隨鎘濃度的增加,葉綠素含量明顯下降。王聰(2004)指出在缺磷和低磷脅迫下,大豆葉綠素含量與吸磷量呈負相關。
3.3 對抗氧化酶活性的影響
於丙軍等(2002)的研究指出,對于耐鹽性弱的大豆種群來說,鹽脅迫對葉片的活性氧傷害要遠大于根部的。楊曉英等(2003)的研究表明,在氯化鈉脅迫下,耐鹽性強的大豆葉片中活性氧水平低。付暢等(2007)認為耐鹽性較強的野生大豆Antisalt比耐鹽性弱的HN40更容易在根、莖部維持較高的SOD活性酶活性。
3.4 對大豆異黃酮的影響
武玉妹(2011)研究指出鹽漬處理能夠促進鹽生野大豆種子和葉片中異黃酮的大量積累,但卻能明顯導致栽培大豆中異黃酮含量的減少。
4 其他方面的影響
常汝鎮等(1994)指出,一般地,鹽使大豆籽粒中蛋白質含量下降,脂肪含量提高,但在高濃度鹽脅迫的鹽堿地中,其蛋白質含量增加,脂肪含量下降,但不飽和脂肪酸的組成卻沒有顯著差異。黃鶴(2003)認為,大豆在鋁脅迫下能夠分泌大量的檸檬酸,但是,檸檬酸的分泌量與大豆的耐酸鋁性沒有正相關性。金婷婷等(2007)指出低鋁濃度下,大豆根系能夠分泌較多的可溶性糖以及氨基酸,從而增強了根際土壤酶活性,提高了土壤呼吸速率。高鋁濃度能夠抑制主要根系分泌物的分泌,降低根際土壤酶活性、土壤呼吸速率;高鋁脅迫卻能夠增加可溶性糖分泌量。
大豆鹽脅迫的研究主要用于選育耐鹽大豆品種,目前主要采用分子育種和常規育種方法來選育耐鹽品種。但基因工程手段將在今后成為改良大豆耐脅迫能力的另一個有效途徑。尋找、分析大豆耐逆基因,豐富耐逆基因資源,實現耐逆基因克隆,培育出優良耐逆的大豆品種,這將成為大豆鹽脅迫研究的首要任務,也是今后耐逆研究的努力方向。
參考文獻
[1] 付暢,徐娜.鹽脅迫對野生和栽培大豆中抗氧化酶活性的影響[J].大豆科學,2007,26(2):144-146.
[2] 王增進,張玉先.大豆鹽脅迫進展[J].黑龍江八一農墾大學學報,2005,17(6):26-29.
[3] 吳雙.鹽脅迫對大豆生理指標的影響.現代農業,2011,6(2):26-27.
[4] 武玉妹,周強.大豆異黃酮浸種對鹽脅迫大豆幼苗的生理效應.生態學報,2011,31(22):6669-6676.
作者簡介:王雪,女,北華大學化學與生物學院本科生,研究方向:植物遺傳。
通訊作者:趙桂云,女,北華大學化學與生物學院實驗師,博士,研究方向:大豆遺傳及分子標記輔助育種。