水盐胁迫对海刀豆幼苗生长及生理特性的影响

作     者：金贇 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：招礼军

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：海刀豆 水盐胁迫 生理生化 解剖结构 形态特征 

摘      要：海刀豆（Canavalia maritima）广泛分布于我国沿海地区海岸沙丘或海滩上,具备良好的耐盐碱、耐贫瘠能力,被誉为滨海沙地生态恢复工程的“理想物种。但由于生境特殊,海刀豆长期面临着不同程度的水盐胁迫,影响着海刀豆的生长发育。目前,国内外对海刀豆水盐胁迫方面的研究尚有不足,限制了其在滨海生态恢复工作中的开发和利用。因此,研究环境中水盐胁迫对海刀豆生长的影响,为其更大范围的推广利用做出科学理论依据,对滨海沙地生态恢复工程具有重要意义。本文以海刀豆幼苗为试材,采用盆栽试验法,设置盐胁迫、水分胁迫和水盐交互胁迫3种试验,通过测定比较不同程度水盐胁迫对海刀豆幼苗生长指标、生理指标、解剖结构的影响,研究海刀豆幼苗生长和生理特征对水盐胁迫的响应情况,进而探讨其在水盐胁迫下的生长发育规律及适应机制。研究结果如下:（1）盐胁迫对海刀豆幼苗生长具有抑制作用,在盐胁迫超过900mmol/L时抑制作用明显;水分胁迫对海刀豆幼苗茎和叶的生长有抑制作用,而对根系生长有一定程度的促进作用;水盐胁迫交互胁迫下,海刀豆幼苗生长受到严重抑制,但其对轻度盐涝胁迫有较好适应能力。（2）水盐胁迫下,海刀豆幼苗叶绿素含量随胁迫时长而有所波动,主要是由于叶绿素a含量变化所引起的,叶绿素a/b比值整体保持稳定;CAT、POD、SOD活性和MDA含量均有所增加,且MDA含量随胁迫时间延长而升高,盐分和水分胁迫下海刀豆叶片SOD与CAT活性变化剧烈,在严重干旱和盐胁迫逆境下始终保持较高水平;胁迫条件下,海刀豆渗透调节反应灵敏,在胁迫初期迅速提升游离脯氨酸和可溶性糖含量调节渗透压平衡,当盐分含量高于900 mmol/L或水分含量低于40%时,渗透调节物质含量变化剧烈,渗透调节保护作用显著;盐胁迫、水盐交互胁迫下海刀豆光合作用随胁迫时间延长受到抑制作用加剧,而水分单一胁迫下受胁迫时间影响较小。轻盐（300 mmol/L）与水分胁迫交互作用对叶绿素荧光参数影响较小,海刀豆幼苗原初光能转化效率、PSII潜在活性以及光合电子传递效率维持较低水平的正常生理活动。（3）水盐胁迫下,海刀豆幼苗根、茎、叶解剖结构发生改变。不同程度的盐分胁迫对叶片栅栏组织增宽有促进作用,对海绵组织增厚则表现出抑制作用。茎在水分或盐分单一胁迫下,输导组织和储水组织占比增大,主要采用了加强蓄水机制和改变运输效率的方式以平衡生长需水和环境缺水的矛盾。海刀豆根对土壤水盐含量变化反应灵敏,一定程度的胁迫处理有利于海刀豆根部的生长发育,而超过中盐胁迫（900 mmol/L）或重度干旱（20%）的限度时,则会表现出抑制作用。（4）相关性分析结果表明,水盐胁迫下,海刀豆茎的输导组织发育与根和叶的生长分化紧密相关,彼此间关系密切。主成分分析结果显示,渗透调节、抗氧化酶系统与输导组织三大形态生理功能对水盐胁迫响应程度较高,其中形态适应和抗氧化酶系统作用突出,是影响海刀豆幼苗对水盐胁迫适应能力的关键,相关生物量、根体积、MDA含量等指标可作为海刀豆幼苗水盐耐性评价指标。以苗高为指标,通过耐受阈值模型计算,确定海刀豆耐盐阈值为548.67 mmol/L,耐旱阈值为23.44%,具有较强的耐受性。综上所述,海刀豆幼苗对轻度盐胁迫和轻中度干旱以及水涝胁迫耐受能力较好,能够在盐含量低于548.67 mmol/L或水分含量高于23.44%环境中生长,具有较强的耐受性,能够适应滨海沙地恶劣的水盐环境,可作为滨海沙地前沿先锋植物用于海岸恢复生态工程。