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1、2010级生物科学专业毕业论文论文题目：不同品种玉米抗盐性比较摘 要：本试验采用滑986、滑丰8、蠡玉68三个不同品种的玉米，研究其抗盐能力，用含有不同浓度的NaCl模拟盐胁迫，分别测定三种玉米幼苗叶片中生理生化指标，其中包括叶绿素，脯氨酸，丙二醛，通过各项生理生化指标来比较所选玉米品种的抗盐性。结果表明：在低等(50mmol/L)和中等(100mmol/L)盐胁迫下，滑986的叶绿素含量为对照组的120、87，丙二醛比对照组升高了0.7、5.7，脯氨酸含量分别为对照组的1.47倍、0.92倍，滑丰8的叶绿素含量为对照组的78、64，丙二醛比对照组升高了9、13，脯氨酸含量分别为对照组的1.2
2、0倍、0.15倍，蠡玉68的叶绿素含量为对照组的150、130，丙二醛比对照组升高了0.2、1.6，脯氨酸含量分别为对照组的5.83倍、18.29倍，综合分析叶绿素、丙二醛、脯氨酸三种指标，在低等和中等盐胁迫下三种玉米的抗盐能力依次为蠡玉68滑986滑丰8;在较高(150mmol/L-250mmol/L)盐胁迫下，滑986的叶绿素含量为对照组的57、44，丙二醛比对照组升高了7.1、32.3，脯氨酸含量分别为对照组的0.57倍、1.92倍，滑丰8的叶绿素含量为对照组的59、48，丙二醛比对照组升高了31、31，脯氨酸含量分别为对照组的0.10倍、0.28倍，蠡玉68的叶绿素含量为对照组的100
3、、80，丙二醛比对照组升高了11.8、33.2，脯氨酸含量分别为对照组的25.08倍、28.06倍，综合分析叶绿素、丙二醛、脯氨酸三种指标，在较高盐浓度下，蠡玉68抗盐能力依然很强，但滑986和滑丰8都不能抵御较高盐胁迫，抗盐能力相差无几。关键词：玉米；抗盐性；叶绿素；丙二醛；脯氨Title：Comparing Different Corn Varieties Salt ResistanceAbstract: This experiment adopts three different corns of the hua 986, huafeng 8, zhuanyu68 to study th
4、e salet rsistance. By different concentration of NaCl salt stress simulation.Then measure three kinds of physiological and biochemical indexes of maize seedling leaves separately including chlorophyll and proline, malondialdehyde.The results showed that:In low (50mmmol/L) and medium (100 mmol/L/L) s
5、alt stress, the chlorophyll content of hua986 as control group were 120%、87%，Malondialdehyde than the control group increased by 0.7% 、5.7%, Proline content in the control group, respectively 1.20 times, 0.15 times。Slide feng 8 the chlorophyll content of the control group were 78%, 64%, malondialdeh
6、yde than the control group increased 9%, 13%, proline content, respectively 1.20 times, 0.15 times that in the control group. the chlorophyll content of liyu68 as control group were 150%, 130%, malondialdehyde than the control group increased by 0.2%, 1.6%, proline content, respectively 5.83 times,
7、18.29 times that in the control group. Comprehensive analysis of chlorophyll, mda, proline three indicators, in the lower and middle three salt resistance of maize under salt stress than liyu 68 hua986 huafeng 8; in high (150 mmol/L - 250mmol/ L) under salt stress, the chlorophyll content of hua986
8、as the control group were 57%, 44%, malondialdehyde than the control group increased by 7.1%, 32.3%, proline content in the control group, respectively 0.57 times, 1.92 times, the chlorophyll content ofhuafeng 8 as the control group were 59%, 48%, malondialdehyde than the control group increased by
9、31%, 31%, proline content, respectively 0.10 times, 0.28 times that in the control group than ziyingdian jade 68 the chlorophyll content of the control group were 100%, 80%, malondialdehyde than the control group increased by 11.8%, 33.2%, proline content in the control group, respectively 25.08 tim
10、es, 28.06 times, comprehensive analysis of chlorophyll, malondialdehyde, three indicators, proline under high salt concentration, ziyingdian jade 68 salt resistant ability is still very strong, but sliding 986 and feng 8 cannot withstand in high salt resistance.Key words: corn; salt resistance; chlo
11、rophyll; malondialdehyde; proline1 绪 论盐渍土作为我国土地资源的一部分，应当被重视与利用。依据农业部组织的第二次全国土壤普查资料统计，我国盐渍土面积为5.2亿亩，其中盐土为2.4亿亩，碱土为1229.41万亩，各类盐化碱化土壤为2.7亿亩。在5.2亿亩盐渍土壤中未开垦种植的有4.2亿亩。据统计，我国潜在盐渍化土壤大概有2.6亿亩，这种土壤极易产生次生盐渍化。总之，我国盐渍化土壤面积分布广而利用率低，针对这种情况，应尽快提出解决对策，提高盐碱地的利用率。衡水地区盐渍土地面积为76.9万亩，总耕地面积为880万亩，盐渍化程度相当大。人们利用盐渍化土地的方法有两种
12、：一是改造土壤，通过合理的浇溉，洗涤，使用适合的化学改良剂来完成，实践证明这种方法成本高，效果也不好；二通过基因工程来改造植物的抗性基因；三是选育抗盐作物品种，种植适应盐渍化环境的抗盐品种，此种方法应应用前景更广阔。如果要用这种方法，就需要我们彻底的研究植物的抗盐生理，为选育品种提供良好的技术支持。玉米(Zea mays L.)是衡水地区的主要农作物之一，所以选择玉米进行研究。不同种类的玉米对大气环境的适应能力和土壤条件的抵御能力各不相同，他们形成了适应逆境的形态结构和生理特征。抗盐育种鉴定的基础主要靠研究这些指标。玉米是 C4作物，少量盐的存在不但不会抑制玉米的生长，反而起到了良好的促进作用
13、，过量便会产生毒害作用1。有关研究表示，盐胁迫下， Na+含量在玉米根部和地上部分都会有一定量的积累，地上部分Na+、Cl含量明显低于根部，所以玉米幼苗的根部主要是储藏Na+、Cl等离子的部位，而地上部分的盐分浓度维持在一个相对较低的水平，从而降低盐分对整体的伤害。盐胁迫对玉米产生的伤害主要有以下几个方面，最重要的是离子胁迫危害。许多研究表明：植物要完成对盐渍化环境的适应，必须战胜盐离子毒害和抵抗低水势，否则就不能存活2,3。马建华等研究表明：植物在高盐土壤中主要客服低水分环境，其次是要克服高离子浓度4。其次是营养胁迫伤害。营养胁迫伤害是指在高浓度的盐胁迫下，植物对部分矿物元素的吸收受到了阻碍
14、，进而造成了离子的缺失而破坏了离子的稳态效应所导致的。植物的抗盐性是指植物对土壤盐分胁迫的抵抗力和忍耐能力。研究植物的抗盐性是选育耐盐品种的前提。植物抗盐性指标是研究植物抗盐机理和抗盐能力的基础。植物的抗盐性是多种性状的综合表现，因为不同植物的其耐盐方式和耐盐机理各不相同，其体内在高盐环境中的代谢过程和生理变化也不同，所以对植物抗盐性生理指标的研究，应当是多种指标的综合。经常用到的生理指标有：测量丙二醛（MDA)含量：MDA是膜质过氧化作用的产物，王爱国等5的研究证明，膜损伤程度的严重性可用丙二醛含量的多少来表示，其结果呈正相关。龚明等(1989)依据大麦和小麦在盐胁迫条件下，两种植物自身清除
15、MDA的能力的能力下降，导致丙二醛的积累量增多6。测定脯氨酸含量：许多植物在逆境条件下迅速积累脯氨酸，但也有学者认为植物抗性与脯氨酸积累量并不存在直接的关系。可能是脯氨酸确实是植物体内有效的渗透调节物质，对渗透调节所起的作用也较大。朱虹7的研究表明，盐碱胁迫下土壤盐碱梯度提高，植物脯氨酸的积累量也明显提高。 测定叶绿素含量：叶绿素含量植物抗盐性的大小并没有直接的关系，但其能表现盐渍条件下光合作用的能力，和其余得指标综合分析，作为判别植物抗盐性大小的参考标准。Cl-含量：肉质性是指植物叶肉中含有一些较大细胞或茎、叶中薄壁组织发达，具有很强的贮水能力。抗盐性植物保持体内低浓度盐分的主要方法之一是实
16、现肉质性。肖文6的研究表明，肉质性强的植物其Cl-含量和肉质性显著正相关，说明Cl-含量对肉质化有促进作用，通过测定Cl- 含量也可证明其抗盐能力的大小。测量膜透性：盐迫害的关键就是细胞膜透性的改变，膜透性改变之后会对植物产生一系列的伤害。马东健研究四种不同盐生植物（盐角草、高碱蓬、盐爪爪和镰叶碱蓬），在低胁迫下，细胞膜透性良好，在高盐胁迫下植物细胞失水，成萎蔫状态，叶片发黄，表明其透性改变，在高盐胁迫下细胞膜透性增大，细胞膜的保护作用减弱。超氧化物歧化酶（SOD)活性：SOD是清除植物体内活性氧的保护酶系统，存在于线粒体，叶绿体等各种细胞器中，对提高植物的耐盐性有一定的作用。张弢的研究表明，
17、玉米随着盐浓度的增加，SOD活性显著提高8。可溶性糖含量：可溶性糖是一种渗透调节物质，在植物遭受逆境时，可以起到细胞膜的作用，还作为碳源和能量来源，合成植物体内所需的有机物质。当细胞内无机离子浓度过高时，可用性糖的作用类似于保护酶9，由此可以说明可溶性糖对植物抵御盐胁迫有重要作用。马东健的研究表明，四种不同盐生植物（盐角草、高碱蓬、盐爪爪和镰叶碱蓬）可溶性糖的含量都随氯化钠浓度的升高而增大10。 此外，植物的抗盐性除了生理性指标还有生产性指标，关于应用研究中的生产指标问题,目前国内外趋向一致,通常用植物存活能力判断选择某一品种；用绝对产量或相对产量判断其抗盐性。生产指标可以用Y=A+BX表示，
18、Y为微生物量或产量，X为生长介质中盐分的含量，A为生长显著受阻的最低盐分浓度；B为加单位盐分浓度增加所降低的生物量。由于这种数量指标容易测量，结果也很明确，并且主要应用于差异较大的品种，故被广泛采用11。对于植物抗盐性的研究，不但研究其自身抗盐能力的大小，还探究了外源物质对植物抗盐能力的影响。例如稀土拌种可以提高玉米幼苗的抗盐性12；硼酸的合理配施也可以提高玉米的抗盐能力；外源钙离子在NaCl胁迫下对植物的萌发和幼苗生长具有缓解效应；6-BA也能够使植物的耐盐性进一步升高；外源甜菜碱处理种子对马铃薯幼苗的抗盐性也有所提高13等等。此外，对植物进行适当的抗性锻炼来提高其抗盐性，也是一种有效的措施
19、。植物种子长期用一定浓度的盐溶液处理，其抗盐性显著增强。具体方法在播种前把种子浸泡在水中，使其膨大，然后再用适宜浓度的盐溶液中浸泡，经过一段时间以后播种。例如，用甜菜碱溶液浸泡玉米种子，再用 3.00%NaCl 和 0.20%MgSO4溶液浸泡后再进行播种，出苗后抗盐能力显著增强14。玉米先用水浸种，再进行盐胁迫处理，其根系呼吸能力的变化、叶绿素合成水平、细胞膜透性均大于于用CaCl2浸种，脯氨酸含量、干物重低于于CaCl2浸种，水势低于CaCl2浸种，三叶期的抗盐能力也低于CaCl2浸种15。还可以通过使用生长调节剂、改造盐碱土、培育抗盐作物等方法来提高植物的抗盐能力。对植物的抗盐性的研究包
20、括其抗盐能力的大小，抗盐指标的鉴定，外源物质对抗盐能力的影响及提高植物抗盐性的方法等等，其中抗盐指标对研究植物的抗盐生理具有重要的指导意义，所以本次试验通过对不同玉米抗盐性的比较筛选出适宜在盐碱化土壤中种植的品种。筛选出抗盐能力较高的玉米以期为玉米的实际生产提供科学基础及理论依据。2 材料与方法2.1 供试材料 衡水市种子站购买的三种不同的玉米品种，分别为滑丰8，滑986，蠡玉68。2.2 材料处理的方法三种不同的玉米种子各取十份，每份50粒。尽量选取粒大饱满，并且使每份种子的质量相同。用自来水充分的冲洗 ，分别种在30个花盆中，种植的深度相同，每天给每盆玉米浇水300ml，直至长出幼苗为止。
21、待长出幼苗后，进行盐胁迫处理，每一个品种的10盆玉米中依次加入浓度分别为0、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、250 mmol/LNaCl溶液，每种浓度加入到两盆作玉米中作为为重复试验。为防止开始就是高盐胁迫，每天增加一倍的盐浓度，每天浇灌玉米。一个月后，将玉米幼苗剪下，分别用报纸包好，做上标记，放在冰箱中保存。2.3 指标测定及数据分析测定不同品种玉米在不同盐浓度下的生理生化指标，测定的指标有叶绿素含量，丙二醛含量和脯氨酸含量。2.3.1 叶绿素含量测定测定的步骤为：将每个样品各称取0.1g叶片，分别放入30个带塞试管中，并做好标记；按照丙酮：乙醇：水=4.5:
22、4.5:1的比例配好提取液，向每个试管中分别加入10mL提取液，盖上试管塞；摇晃试管，使叶片完全浸没在提取液中，待叶片变为黄色后，测定提取液在663nm和645nm处的吸光值，算出叶绿素含量。每个品种的各个浓度的两次重复试验取平均值。2.3.2 丙二醛含量的测定测定方法为分光光度计法。2.3.3 脯氨酸含量的测定测定方法为磺基水杨酸法。3 结果与分析3.1 三个品种玉米叶绿素含量的比较图1：三种玉米叶绿素含量如图1，NaCl胁迫下,滑986和蠡玉68玉米幼苗叶片中叶绿素含量呈现先增加后下降的趋势，说明在一定的范围内，玉米的生长需要Na+、Cl-等矿质元素，但随着盐浓度的增加，盐胁迫导致植物叶片
23、叶绿素的合成减少,而降解增加,进而影响叶片制造光合产物的能力,植株生长缓慢。滑丰8呈现随着盐浓度的增加一直下降的趋势，说明滑丰8所适应的盐浓度很低。由图1可知，滑986在盐浓度为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时分别为对照组的120、87、57、44；滑丰8在盐浓度为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时分别为对照组的78、64、59、48；蠡玉68在50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时分别为对照组的150、130、100、80。由此可知，在50mmol/L的低等盐胁迫
24、下，滑986和蠡玉68品种都保持正常的生理代谢能力，叶绿素的含量分别为对照组的120、150，说明蠡玉68的抗盐性比滑986强，滑丰8的代谢能力下降，说明在低盐胁迫下滑丰8的抗盐性最弱；在100mmol/L的中等盐胁迫下，三个玉米品种的代谢能力都有所下降，但蠡玉68在中等盐浓度下的代谢能力仍然比对照组强，而其他两个品种均低于对照组，说明蠡玉68在中等盐浓度下的抗盐能力最强，滑986在100mmol/L盐处理下，叶绿素含量为对照组的87，而滑丰8在100mmol/L盐处理下，叶绿素含量为对照组的64，说明中等盐浓度下滑986的抗盐性比滑丰8强；在盐处理为150mmol/L较高盐浓度下，蠡玉68的
25、叶绿素含量为对照组的100，说明其抗盐性最强，滑986和滑丰8的叶绿素含量为分别为对照组的57、59，说明较高盐浓度下滑986和滑丰8的抗盐能力相当；在250mmol/L在高等盐浓度下，蠡玉68、滑丰8、滑986中叶绿素含量分别为对照组的80、48、44，说明高等盐浓度下蠡玉68的抗盐能力依然最强，而滑986和滑丰8在高盐胁迫下，生理代谢已经受到严重破坏，抗盐能力相当。3.2 三个品种玉米丙二醛含量的比较 图2：三种玉米丙二醛含量丙二醛( MDA) 是膜脂过氧化最终分解产物，其含量可以反映植物遭受盐胁迫伤害的程度，是膜系统受伤害的重要标志之一。MDA 积累越多表明组织的保护能力越弱。由图3可知
26、，三种玉米叶片中丙二醛含量都随NaCl浓度的增加而升高。滑986在盐浓度分别为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时比对照组MDA含量分别升高了0.7、5.7、7.1、32.3；滑丰8号在盐浓度分别为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时比对照组MDA含量分别升高了9、13、31、31；蠡玉68在盐浓度分别为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时比对照组MDA含量分别升高了0.2、1.6、11.8、33.2。从丙二醛含量来看，低等盐胁迫(50mmol/L)下，蠡玉68和滑98
27、6的MDA含量分别比对照组上升0.2、0.7，蠡玉68和滑986玉米能保持正常的生理代谢能力，抗盐能力较强，蠡玉68比滑986的抗盐能力稍强，滑丰8的MDA含量骤然升高，说明其抗盐能力最差；在中等盐胁迫(100mmol/L)下，蠡玉68和滑986的MDA含量分别比对照组上升了1.6、5.7，滑丰8比对照组上升13，说明其抗盐能力大小为蠡玉68滑986滑丰8；在较高盐胁迫(100mmol/L)下，滑986、滑丰8、蠡玉68三种玉米的增幅分别为7.1、31、11.8，说明抗盐能力大小分别为滑986蠡玉68滑丰8；在高等盐胁迫下(250mmol/L)下，三种玉米的增幅分别为32.3、31、33.2，
28、增幅相差不多，说明都不能忍受高盐胁迫。3.4 三个玉米品种脯氨酸含量的比较图3：三种玉米脯氨酸含量许多植物在盐胁迫下脯氨酸迅速积累，耐盐植物中的脯氨酸含量高于不耐盐植物，抗盐能力越强，积累的脯氨酸越多。如图3所示：滑986幼苗叶片中脯氨酸含量随NaCl浓度的变化趋势为先上升后下降最后在上升，在盐浓度为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时，叶片中脯氨酸含量分别为对照组的1.47倍、0.92倍、0.57倍、1.91倍；滑丰8幼苗叶片中脯氨酸含量随NaCl浓度的变化趋势为先上升后下降，滑丰8在盐浓度为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、
29、250mmol/L时，叶片中脯氨酸含量分别为对照组的1.20倍、0.15倍、0.10倍、0.28倍，脯氨酸先升后降的趋势可能是由于随着盐分升高，植物体内为了抵抗盐胁迫，积累渗透调节物质脯氨酸，但盐分过多对植物生长影响严重，从而导致脯氨酸合成受阻，使脯氨酸含量下降；蠡玉68幼苗叶片中脯氨酸含量随NaCl浓度的变化趋势为一直上升，蠡玉68在盐浓度为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、250mmol/L时，叶片中脯氨酸含量分别为对照组的5.83倍、18.29倍、25.08倍、28.06倍。3种玉米在盐胁迫下的脯氨酸含量的变化规律表现出较大差异。在低等盐胁迫(50mmol/L)下
30、，3种玉米的脯氨酸含量总体呈上升趋势，其中以蠡玉68的增幅最大，为对照组的5.83倍，滑986次之，为对照组的1.47倍，滑丰8最小，为对照组的1.20倍，说明低等盐胁迫下三种植物抗盐能力大小分别为蠡玉68滑986滑丰8；在中等盐胁迫(100mmol/L)和较高盐胁迫(150mmol/L)下，滑986和滑丰8脯氨酸含量下降，盐分过多对植物生长影响严重，从而导致脯氨酸合成受阻，使脯氨酸含量下降，而滑丰8下降的速度比滑986快，滑丰8的抗盐能力比滑986小，蠡玉68仍持续增加，说明中等盐胁迫下三种植物抗盐能力大小分别为蠡玉68滑986滑丰8；在250mmol/L的高等盐胁迫下，滑986、滑丰8、蠡
31、玉68三个品种所含脯氨酸都有所上升，原因可能是三种玉米在高盐胁迫下体内代谢紊乱，才会积累较多的脯氨酸。4 讨论与结论盐胁迫下，各种细胞器中受盐胁迫影响最大的是叶绿体，盐胁迫下植物叶片中叶绿素含量下降，原因是分解叶绿素的叶绿素酶活性增强，促使叶绿素分解，盐胁迫下，植物体内叶绿素含量变化较为复杂。从测得三种植物的叶绿素水平来看，低等盐胁迫(50mmol/L)下蠡玉和滑986能保持正常的生理代谢能力，而滑丰8的代谢能力下降，说明在低等盐胁迫下三个品种抗盐能力依次为蠡玉68滑986滑丰8；在中等盐胁迫(100mmol/L)下，蠡玉68仍然保持较高水平的代谢能力，滑986和滑丰8的代谢能力均下降，滑98
32、6的代谢能力比滑丰8强，抗盐能力大小分别为蠡玉68滑986滑丰8，在高等盐胁迫(150mmol/L-250mmol/L)下，蠡玉68的抗盐能力依然高于滑986和滑丰8，而滑986和滑丰8受到的盐胁迫损害已经很严重，抗盐能力的水平相差无几。丙二醛( MDA) 是膜脂过氧化最终分解产物，它本身对植物细胞具有明显的毒害作用，它的积累能对膜和细胞造成进一步的伤害，植物在盐胁迫下产生大量自由基，他们可能穿过质体膜进入叶绿体，加速了叶绿体质膜的过氧化，导致MDA含量增加。从丙二醛含量来看，滑丰8在低盐(50mmol/L)胁迫下增幅已经很明显，表明其抗盐性最差；在低盐(50mmol/L)和中盐(100mmo
33、l/L)胁迫下，蠡玉68的增幅略比滑986高，表明蠡玉68抗盐能力比滑986强；在高等盐胁迫下(250mmol/L)下，三种玉米的增幅差不多，说明都不能忍受高盐胁迫。逆境胁迫下,植物叶片中游离脯氨酸含量增加是一种抗盐机制。脯氨酸是一种重要的有机渗透调节物质，具有平衡液泡中高浓度的盐分，避免细胞脱水，稳定蛋白质结构的作用。关于脯氨酸含量增加的生理效应及其与植物抗性的关系，解释多种多样。本试验中，在低盐胁迫(50mmol/L)下，三种玉米脯氨酸含量均为上升趋势，蠡玉68的增幅最大，滑986其次，滑丰8增幅最小，三种玉米抗盐能力大小为蠡玉68滑986滑丰8，在中盐胁迫(100mmol/L)和较高盐胁迫（150mmol/L)下，蠡玉68的脯氨酸含量仍然呈现上升趋势，表明其抗盐能力最大，而滑986和滑丰8的脯氨酸含量呈下降趋势，且滑丰的的下降幅度比滑986快，抗盐能力大小为蠡玉68滑986滑丰8，在高盐胁迫(250mmol/L)下，三种玉米体内代谢紊乱，已经不能抵御高盐胁迫。从叶绿素、丙二醛、脯氨酸三种指标综合分析，在低等(50mmol/L)和中等(100mmol/L)盐胁迫下三种玉米的抗盐能力依次为蠡玉68滑986滑丰8，在较高(150-250mmol/L)盐胁迫下，蠡玉68抗盐能力依然很强，但滑986和滑丰8都不能抵御较高盐胁迫，抗盐能力相差无几。IX