甘薯近缘野生种马鞍藤对盐胁迫的生理生化响应特征-《江苏农业科学》(2019年3期).docx

龙源版权所有 甘薯近缘野生种马鞍藤对盐胁迫的生理生化响应特征作者：霍恺森　成小威　曹清河　唐君　朱国鹏　陈艳丽来源：《江苏农业科学》2019年第03期 摘要：马鞍藤[Ipomoea pes-caprae （L.） R. Brown]是甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]的近缘野生种之一，自然分布于海南、广州等沿海滩涂地区，目前关于其耐盐方面的研究较少。分析甘薯近缘野生种马鞍藤根部和叶片在不同盐浓度胁迫下生理生化指标的变化规律，将为其耐盐基因挖掘和甘薯种质创新提供依据和参考。采用沙培法，通过300、600、900 mmol/L NaCl溶液灌溉模拟盐胁迫，分别测定叶片和根部在胁迫后0、1、3、5、7 d的脯氨酸、丙二醛、可溶性糖、总蛋白含量及净光合速率。结果表明，随着盐胁迫时间的延长，根部和叶片中的脯氨酸含量逐渐增加;丙二醛、可溶性糖含量以及净光合速率在不同浓度盐处理下均呈先上升后下降的趋势，并在前3 d内达到峰值;而总蛋白含量在根部呈现出先上升后下降的趋势，在叶片中则呈持续上升的趋势。随着盐胁迫浓度的增加，脯氨酸、丙二醛和可溶性糖含量所达到的峰值也随之增加。研究进一步证实马鞍藤具有较强的耐盐性，其根部和叶片可分别通过一系列的生理生化变化抵御盐胁迫;研究还发现脯氨酸、丙二醛、可溶性糖、总蛋白含量和净光合速率可作为马鞍藤耐盐胁迫的生理指标，其中丙二醛、可溶性糖含量在处理后3 d达到峰值，为下一步转录组测序取样时间提供了参考，也为挖掘甘薯近缘种耐盐基因打下了基础。 关键词：马鞍藤;盐胁迫;生理生化;近缘野生种 中图分类号：S531.01 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）03-0086-05 马鞍藤[Ipomoea pes-caprae （L.） R. Brown]是旋花科（Convolvulaceae）甘薯属（Ipomoea）植物，又名厚藤、马六藤、沙藤、海滩牵牛等[1]。它是生长在热带、亚热带海滩的多年生藤蔓植物，也是沙丘固沙植物之一[2]。由于马鞍藤能够正常生长在盐渍度较高的海滩上，表现出较强的耐盐能力[3]。土壤盐渍化是制约全球作物生产的因素之一[4]，作物的耐盐性逐渐成为盐碱地区种植的重要考量因素[5]。我国有2 000万hm2盐荒地和667万hm2盐渍化土壤，约占可耕地面积的25%[6-7]，因此，对植物适应盐胁迫的能力及其耐盐机制的研究尤为重要。甘薯为盐敏感型植物[8]，而马鞍藤作为耐盐性较强的甘薯近缘野生种之一，可用其作为甘薯属耐盐机制研究模式植物并为栽培甘薯遗传改良提供相关基因资源[9-10]。同时，盐胁迫下植物的生理生化指标的变化对于耐盐作物育种和分子标记辅助选择具有重要意义[11]。在马鞍藤繁殖研究方面，驼娟认为其匍匐茎存活率与沙埋深度显著相关，5 cm左右的半埋匍匐茎存活率最高[12]。马鞍藤匍匐茎经沙埋后生长的不定根可弥补主根水分供应的不足[2]。马鞍藤在10‰～15‰ NaCl条件下水培30 d，盐胁迫影响不大，植株生长基本正常，所测各项生理指标呈现规律性变化[13]。王志钞在盆栽条件下使用占烘干土质量0%、0.5%、1%、2%、2.5%的 NaCl持续对马鞍藤进行盐处理，半个月后陆续进行相关生理指标的测定，认为马鞍藤在1% NaCl处理下生长正常，可适应低浓度盐胁迫环境，具有较强耐盐性[14]。除此之外，关于马鞍藤在耐盐方面的相关报道较少。由于前人研究中所测的时间点较少，取樣时间间隔较长，处理浓度偏低，取样部位不全面，生理指标变化趋势较为单一，未能充分解析其耐盐机制并难以参考最佳转录组取样时间。因此，本试验采用300、600、900 mmol/L NaCl的高盐浓度梯度处理，设置盐胁迫后0、1、3、5、7 d 5个时间点，分别测量根部和叶片的脯氨酸（proline，简称Pro）、丙二醛（malonaldehyde，简称MDA）、可溶性糖、总蛋白含量和净光合速率的变化。研究马鞍藤在盐胁迫下植株体内渗透调节物质含量和膜脂氧化产物等生理指标的变化规律，以期解析马鞍藤耐盐生理机制，为耐盐基因挖掘和转录组取样时间提供参考。 1 材料与方法 1.1 试验材料的培养、处理和光合速率测定 试验材料为马鞍藤，种子于2012年冬季收集于海南三亚海滨，保存于国家种质徐州甘薯试管苗库。于2015年在徐州种质资源圃播种成苗，盆栽保存至今。于2017年7月份截取新生枝条15～20 cm在霍格兰（Hoagland）配方溶液中培养，待茎条生根后沙培3～5周，选取长势一致的植株进行盐处理。处理组分别用300、600、900 mmol/L NaCl溶液灌溉，对照组（0 d）使用去离子水浇灌。在处理后的1、3、5、7 d和对照组（0 d），分别取植株根和叶片