叶面喷硒对干旱胁迫下小麦幼苗生理特性的影响
芦文杰,尹美强,党芳芳,曹梦琳,温银元,孙敏,郝兴宇,高志强
【摘 要】摘要:研究不同质量浓度硒处理对PEG(模拟干旱)胁迫下小麦幼苗形态及生理特性的影响,为小麦有效抗旱和合理补硒提供理论依据。用不同质量浓度硒(20,40,60 mg/L)处理PEG胁迫下的小麦幼苗,研究不同质量浓度硒对PEG胁迫下小麦幼苗株高、根长、根数及鲜干质量的影响,分析小麦幼苗叶片丙二醛、超氧阴离子自由基含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及叶绿体色素含量的变化。结果表明,适宜质量浓度的硒显著提高了PEG胁迫下小麦幼苗的株高、根长、根数及鲜质量、干质量、叶绿体色素含量,降低了丙二醛和超氧阴离子自由基含量,同时提高了SOD,POD活性。外源施硒对小麦幼苗生长中干旱胁迫有一定的缓解作用,以40 mg/L硒处理效果最佳。
【期刊名称】山西农业科学 【年(卷),期】2016(044)012 【总页数】5
【关键词】叶面喷硒;PEG胁迫;小麦
小麦是世界范围内主要的粮食作物,我国小麦生产占据着重要地位,据2005年联合国粮农组织的统计结果显示,我国小麦的种植总面积占世界总种植面积的10.5%,总产量占世界总产量的15.4%。但我国约70%的小麦分布在干旱与半干旱区域[1],因此,在小麦的种植过程中,干旱是造成其减产最为关键的因素。
众所周知,硒是人体所必需的微量元素之一,有研究表明,硒不仅可以预防人
体的心血管疾病,还可以提高机体的免疫功能[2]。然而我国约2/3的耕地土壤中硒含量及有效性都较低[3],导致这些地区的人群也缺硒[4],而我国作为人口大国,补硒就成为一个亟待解决的问题。生物体中的硒是人类营养硒来源的基本渠道,即使部分来自于副食品,但从食物链的角度看,最初还是来自植物硒源。目前越来越多的研究证明,硒不仅是人体与动物必需的营养元素,还可以有效地提高作物硒的含量及产量,并且有效地增强作物抗性。已有的研究表明,叶面喷施亚硒酸钠可以有效缓解除草剂对水稻的胁迫,O2-·,H2O2等活性氧以及膜脂过氧化产物MDA含量降低,减慢自氧化速率,抗氧化酶SOD,POD和CAT活性的应激升高[5];喷硒后小麦叶片谷胱甘肽过氧化物酶活性显著提高,籽粒硒含量及产量也明显提高[6];盆栽试验研究表明,低质量浓度硒可提高生菜中SOD,POD活性,促进生长,而高质量浓度硒则起抑制作用;MDA含量随着硒质量浓度的提高而增加[7]。
本试验将通过研究不同质量浓度硒对PEG(模拟干旱)胁迫下小麦幼苗形态及生理特性的影响,旨在为小麦生产中面临的干旱与产量问题提供新的解决途径。
1 材料和方法
1.1 试验材料
试验于2015年11月16日在山西农业大学农学院植物生理实验室进行,供试的小麦品种为静冬0331,由山西农业大学农学院小麦栽培课题组提供。 1.2 试验设计
选取均匀且饱满的小麦种子,于0.1%HgCl2浸泡15 min进行消毒,再用蒸馏水反复清洗,然后将洗净的种子摊于滤纸上,阴干后种于培养皿(直径90 mm)中,每个培养皿50粒。基质为蒸馏水,每皿中7 mL,2层滤纸,置于室温黑
暗培养。2 d后揭盖置于光架上进行光照培养,待小麦胚根长到20 mm时浇1/2 Hoagland溶液,3 d后浇Hoagland完全营养液。待第2片叶完全展开时进行硒(亚硒酸钠)处理。试验硒处理质量浓度分别为20(S1),40(S2),60 mg/L(S3),以喷施蒸馏水为对照(CK),共4个处理,每个处理重复3次。待硒吸收2 d后进行20% PEG模拟干旱处理。 1.3 指标测定及方法
测定丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸分光光度法[8];超氧阴离子自由基的含量采用高俊凤[9]的方法进行测定。超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定采用氮蓝四唑(NBT)光化还原抑制法[10];过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法[10];叶绿素含量的测定采用Arnon[11]的方法。
在PEG处理后的第1,3,5,7,11天,分别取第1片成熟叶片进行相关指标的测定。处理后第11天,在每个处理中选取生长均匀的幼苗10株,测量其株高、根长、根数、鲜干质量。 1.4 数据处理
所得数据用Microsoft Excel 2003软件绘图,用SPSS 17.0进行方差分析,Duncan新复极差法进行显著性检验。
2 结果与分析
2.1 PEG胁迫下不同质量浓度硒对小麦幼苗株高、根长、根数及鲜质量、干质量的影响
由表1可知,叶面喷硒处理11 d后,20,40 mg/L硒明显缓解了PEG对小麦幼苗株高的抑制作用,但60 mg/L硒反而降低了干旱胁迫下幼苗株高,较CK降低3.1%,且差异显著(P<0.05);以40 mg/L硒处理的缓解作用最明显,