王 珺,柳小妮
(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州 730070)
植物生產(chǎn)層
3個(gè)紫花苜蓿品種耐鹽突變材料的耐鹽性評(píng)價(jià)
王 珺,柳小妮
(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州 730070)
選取國(guó)外耐高溫高濕的3個(gè)紫花苜蓿(Medicagosativa)品種:“維多利亞”、“盛世”和“CW787”,用NaCl作選擇劑,采用一步和多步正篩法,篩選出耐鹽愈傷組織變異系,對(duì)其再生植株的丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量,以及超氧化物歧化酶活性等生理指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定,并采用隸屬函數(shù)法對(duì)耐鹽突變材料的抗鹽性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,經(jīng)篩選得到的耐鹽突變材料的丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶活性均顯著(P<0.05)高于未經(jīng)篩選的對(duì)照植株,其耐鹽性大小依次為:“盛世”>“CW787”>“維多利亞”。
紫花苜蓿;耐鹽突變材料;生理生化指標(biāo);耐鹽性;模糊隸屬法
土壤鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重問(wèn)題,我國(guó)是世界上主要的鹽堿地國(guó)家之一,鹽堿地面積約4 000萬(wàn)hm2,約占陸地總面積的25%,僅海岸帶、灘涂就在667萬(wàn)hm2以上[1]。近年來(lái),環(huán)境惡化,淡水資源缺乏導(dǎo)致各地鹽堿地增多。紫花苜蓿(Medicagosativa)是世界上栽培利用最廣泛的豆科牧草,具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好、各類家畜喜食等優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為“牧草之王”,篩選具有高耐鹽特性的紫花苜蓿新品種,是改良和利用鹽堿地的重要途徑。
植物耐鹽新品種選育方法主要包括引種篩選、雜交、細(xì)胞工程和基因工程等。提高作物的耐鹽性,最終決定于2個(gè)因子:首先是耐鹽遺傳變異的獲得,其次是耐鹽脅迫下進(jìn)行較大強(qiáng)度的選擇與篩選[2]。在植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的植物群體中,變異是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象。體細(xì)胞無(wú)性系變異是基因型依賴性的,即隨基因型不同,變異的數(shù)量和程度也不同。同時(shí)其生長(zhǎng)過(guò)程中培養(yǎng)基里加有不同的激素,對(duì)組培的外植體本身就是一種刺激,而且在組培過(guò)程中溫度和光照時(shí)間恒定與自然生長(zhǎng)的條件有差異,為變異提供了可能[3]。充分利用植物離體培養(yǎng)過(guò)程中存在的廣泛的體細(xì)胞變異可以很快培育出耐鹽突變體材料。
近年來(lái),對(duì)苜蓿耐鹽性的研究也取得了不少成果,并逐漸應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐,對(duì)一些鹽堿地的改良利用作出了重要貢獻(xiàn)。如采用NaCl 作為選擇壓力,通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù),獲得了多種植物的耐鹽突變體和耐鹽植株[1,4-5],在紫花苜蓿耐鹽轉(zhuǎn)基因方面的研究也有不少報(bào)道[6],而細(xì)胞工程技術(shù)相關(guān)研究獲得的耐鹽植株,對(duì)其耐鹽能力大小缺乏較為準(zhǔn)確地綜合評(píng)價(jià),也存在選擇的耐鹽突變體在抗性、育性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面的不協(xié)調(diào)問(wèn)題[7]。
植物耐鹽機(jī)制是錯(cuò)綜復(fù)雜的,耐鹽性狀是受多基因控制的,涉及多種生理和代謝途徑。利用耐鹽突變材料生理生化功能上的差別,可為判斷耐鹽變異體提供一些依據(jù)。目前采用生理生化檢測(cè)研究主要集中在無(wú)機(jī)離子積累、游離脯氨酸的變化和蛋白質(zhì)酶的變化等研究方面[8]。本研究選取國(guó)外耐高溫高濕的3個(gè)紫花苜蓿品種,用NaCl作選擇劑,采用一步和多步正篩法,篩選培育出耐鹽突變材料后,通過(guò)對(duì)其再生植株的丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶活性的測(cè)定,以評(píng)價(jià)其耐鹽性,并采用隸屬函數(shù)法對(duì)其抗鹽性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),研究結(jié)果對(duì)紫花苜蓿耐鹽育種和耐鹽生理機(jī)制研究有一定參考價(jià)值。
1.1試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為國(guó)外3個(gè)耐高溫高濕的紫花苜蓿品種:“維多利亞(Vitoria)”,“盛世(Millennium)”和“CW787”。 試驗(yàn)種子由北京克勞沃公司提供。
“維多利亞”、“盛世”和“CW787”都喜溫暖半濕潤(rùn)氣候,具有耐旱、耐高溫的特點(diǎn),且對(duì)苜蓿病蟲害也有較高的抗性,在中國(guó)南方種植較廣?!笆⑹馈本咻^好的耐鹽堿特性,“維多利亞”抗高溫并且耐嚴(yán)寒,“CW787”的抗逆性強(qiáng)。王媛媛等[9]的研究也證明,Millennium紫花苜蓿種子在NaCl溶液濃度小于175 mmol/L時(shí),種子的發(fā)芽率都在90%以上,耐鹽性較好。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1耐鹽突變材料的篩選與再生 基礎(chǔ)培養(yǎng)基為MS,在基本愈傷培養(yǎng)基中加入一定濃度的NaCl作為篩選培養(yǎng)基,采用一步正篩法和多步正篩法2種方法。25 ℃下弱光培養(yǎng)。
一步正篩法:取繼代3次以上同一克隆的胚性愈傷組織,分別接種于附加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的NaCl的篩選培養(yǎng)基中。1個(gè)月后,挑選生長(zhǎng)旺盛的胚性愈傷組織,分成2~3 mm的小塊,轉(zhuǎn)入同樣的篩選培養(yǎng)基中。連續(xù)繼代5次,獲得耐鹽愈傷組織變異系。
1.0%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為植物的臨界鹽濃度,當(dāng)<1.0%時(shí),植株生長(zhǎng)狀況良好,>1.0%時(shí),植株生長(zhǎng)呈下降趨勢(shì),處于劣勢(shì)[10-11],故選擇NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%的植株為耐鹽突變體。
多步正篩法:取繼代3次以上同一克隆的胚性愈傷組織,分別接種于標(biāo)有不同NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的篩選培養(yǎng)基中,1個(gè)月后,挑選生長(zhǎng)旺盛的胚性愈傷組織,分成2~3 mm的小塊,轉(zhuǎn)入質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次升高的篩選培養(yǎng)基中。篩選培養(yǎng)基的NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%。連續(xù)繼代5次,獲得耐鹽愈傷組織變異系。
經(jīng)一步正篩和多步正篩法篩選后,把生長(zhǎng)旺盛、穩(wěn)定的耐鹽愈傷組織轉(zhuǎn)入分化培養(yǎng)基中,將獲得的分化苗移入加生長(zhǎng)素NAA的生根培養(yǎng)基中,當(dāng)試管苗出現(xiàn)3條長(zhǎng)3~5 cm的根時(shí)移栽。
1.2.2耐鹽指標(biāo)的測(cè)定 將通過(guò)耐鹽篩選獲得材料的再生植株和未經(jīng)篩選的正常植株(CK),移栽到花盆中,放置于培養(yǎng)室中,溫度為25~28 ℃,待苗恢復(fù)正常生長(zhǎng)(約4周)時(shí),每天澆50 mL的自來(lái)水,1周后測(cè)定指標(biāo)。
丙二醛(MDA)含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[12];脯氨酸含量測(cè)定采用茚三酮比色法;可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法[13];可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)方法測(cè)定;超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑(NBT)法[14]。
1.2.3綜合評(píng)價(jià) 應(yīng)用隸屬函數(shù)值法[15]綜合評(píng)價(jià)耐鹽突變材料的抗鹽性。采用下列公式計(jì)算與抗鹽性呈正相關(guān)和負(fù)相關(guān)的指標(biāo)具體隸屬值。
式中,Zij為i種j性狀的耐鹽隸屬值;Xij為i種j性狀值;Ximin為i性狀中最小值;Ximax為i性狀中最大值。將耐鹽隸屬值進(jìn)行累加,求得平均抗旱隸屬值:
式中,n為指標(biāo)數(shù)隸屬值,其值越大表示耐鹽性越強(qiáng)。
2.1耐鹽突變材料的再生 由于經(jīng)歷了一段長(zhǎng)時(shí)間的鹽脅迫篩選,耐鹽愈傷組織或細(xì)胞系的分化能力嚴(yán)重喪失,導(dǎo)致耐鹽系難以分化形成再生植株。即使有少數(shù)細(xì)胞分化,也往往出現(xiàn)畸形植株,移植入土壤后的成活率和結(jié)實(shí)率極低[16]。本研究獲得的耐鹽突變材料的再生小苗經(jīng)過(guò)煉苗,90%的移栽成活(圖1)。
通過(guò)一步正篩法獲得的耐鹽(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%的NaCl)突變材料的再生植株分別為:“盛世”紫花苜蓿2株,“維多利亞”紫花苜蓿1株。通過(guò)多步正篩法獲得耐鹽(1.0%的NaCl)的突變植株分別為:“盛世”紫花苜蓿2株,“維多利亞”紫花苜蓿2株,“CW787”僅1株。
2.2耐鹽愈傷組織變異系的穩(wěn)定性 對(duì)耐鹽愈傷組織突變材料進(jìn)行回接-反回接鑒定,結(jié)果如表1所示。
2種方法篩選出的3個(gè)品種的耐鹽愈傷組織突變材料回接到基本培養(yǎng)基中,1個(gè)月后存活率上升,但顯著(P<0.05)低于對(duì)照的存活率,說(shuō)明愈傷組織長(zhǎng)期在含鹽培養(yǎng)基中受脅迫,其生活力下降。
圖1 耐鹽突變材料再生植株
%
經(jīng)過(guò)1個(gè)周期的繼代后,活力開(kāi)始恢復(fù)。將存活的愈傷組織反回接到篩選培養(yǎng)基中,一步正篩法中,愈傷組織存活率略低于一步正篩法篩選5 次(含有1.0%NaCl培養(yǎng)基)的存活率,多步正篩法的愈傷組織存活率低于多步正篩法篩選5 次的存活率,3個(gè)品種均有同樣的趨勢(shì)??梢?jiàn),一步正篩法的愈傷組織耐鹽穩(wěn)定性更高,而多步正篩法則可能產(chǎn)生更多生理適應(yīng)性更強(qiáng)的的愈傷組織。
2.3耐鹽植株突變材料的耐鹽生理指標(biāo) 3個(gè)品種耐鹽突變材料的MDA含量均高于對(duì)照正常植株。其中,“CW787”與“維多利亞”紫花苜蓿耐鹽突變材料與對(duì)照正常植株的MDA含量差異均極顯著(P<0.01);但“盛世”紫花苜蓿品種耐鹽突變材料與對(duì)照正常植株之間差異不顯著(P>0.05)(表2)。說(shuō)明“CW787”和“維多利亞”紫花苜蓿比“盛世”紫花苜蓿的耐鹽突變材料的膜系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力好。
所有品種耐鹽突變材料有較高水平的脯氨酸,與對(duì)照植株間均存在顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)差異,其中“維多利亞”紫花苜蓿耐鹽突變材料的脯氨酸含量極顯著(P<0.01)的高于對(duì)照植株(表2),說(shuō)明“維多利亞”紫花苜蓿耐鹽突變材料的耐鹽性較高。
3個(gè)品種對(duì)照植株的可溶性糖和可溶性蛋白含量均低于耐鹽突變材料。其中“CW787”和“維多利亞”紫花苜蓿耐鹽突變材料可溶性糖含量與對(duì)照間差異極顯著(P<0.01),但可溶性蛋白含量差異不顯著(P>0.05);而“盛世”紫花苜蓿耐鹽突變材料可溶性糖含量與對(duì)照差異不顯著(P>0.05),可溶性蛋白含量相差較大,差異極顯著(P<0.01)(表2)。
鹽分條件下,膜系統(tǒng)的變化分成2個(gè)階段:首先,表現(xiàn)為鹽分對(duì)膜系統(tǒng)的破壞,也反映其對(duì)鹽分的忍耐程度;然后是植物對(duì)膜系統(tǒng)的修復(fù)。膜系統(tǒng)的修復(fù)與SOD等酶活性的升高是分不開(kāi)的[17]。3個(gè)品種的耐鹽突變材料的SOD活性均顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)高于對(duì)照植株(表2),說(shuō)明3個(gè)紫花苜蓿品種的耐鹽突變材料的耐鹽性明顯優(yōu)于未經(jīng)篩選的對(duì)照植株。
2.4耐鹽性綜合評(píng)價(jià) 隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)值反映了各紫花苜蓿品種間的綜合耐鹽能力的大小,數(shù)值越大表明越耐鹽[15]。
耐鹽性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明(表3),3個(gè)紫花苜蓿品種耐鹽突變材料的耐鹽性均優(yōu)于對(duì)照植株,說(shuō)明耐鹽突變材料較正常植株的耐鹽性有所提高。其中,“盛世”紫花苜蓿耐鹽植株的耐鹽性最好,而“CW787”又優(yōu)于“維多利亞”。而在正常對(duì)照植株中,“盛世”紫花苜蓿的耐鹽性最差。說(shuō)明紫花苜蓿通過(guò)耐鹽突變篩選,植株自身的機(jī)理發(fā)生較大變化,性狀變異明顯。
3.1紫花苜蓿耐鹽突變材料的篩選 本試驗(yàn)選取NaCl作為選擇劑,由于單鹽毒害比復(fù)鹽大,用NaCl篩選出的苜蓿品種將更耐鹽,參考相關(guān)資料選用NaCl溶液作為篩選耐鹽突變材料的培養(yǎng)液[18]。篩選方法有多步選擇法和一步選擇法。多步選擇法是選擇劑的濃度從低到高,逐漸增大,周榮仁等[19]就采用這種方法進(jìn)行煙草(Nicotianatabacum)耐鹽變異體的篩選,并認(rèn)為耐鹽性既包含深度的生理適應(yīng)性,也可能包含某個(gè)或某些基因的變異;一步選擇法是一次增加選擇劑濃度,多次選擇的方法,王侖山等[20]用這種方法篩選得到耐鹽1.0%的紫花苜蓿耐鹽愈傷組織,此方法在提高植株分化率方面有一定的效果。鑒于此,本試驗(yàn)用2種篩選方法篩選紫花苜蓿耐鹽突變材料,并將選擇得到的耐鹽愈傷組織轉(zhuǎn)入無(wú)鹽培養(yǎng)基中繼代2次(2個(gè)月),測(cè)定了其的耐鹽穩(wěn)定性。結(jié)果表明,3個(gè)紫花苜蓿品種在各個(gè)繼代周期,多步正篩法愈傷組織存活率均高于一步正篩法?;亟?反回接鑒定表明,一步正篩法的愈傷組織耐鹽穩(wěn)定性更高。
表2 耐鹽突變材料的耐鹽指標(biāo)
注:同指標(biāo)不同大寫字母表示不同品種間或突變材料與CK間差異極顯著(P<0.01),不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。
表3 抗鹽性綜合評(píng)價(jià)
3.2紫花苜蓿耐鹽變異材料的耐鹽性評(píng)價(jià) 細(xì)胞膜是活細(xì)胞和環(huán)境之間的界面與屏障,各種不良環(huán)境對(duì)細(xì)胞的影響往往首先作用于生物膜[21]。一般說(shuō)來(lái)鹽脅迫處理后,耐鹽品種細(xì)胞膜系統(tǒng)受損程度小,主要表現(xiàn)在細(xì)胞膜透性小。而敏感品種細(xì)胞膜系統(tǒng)受損嚴(yán)重,表現(xiàn)為細(xì)胞膜透性大[22]。MDA作為脂質(zhì)過(guò)氧化作用的產(chǎn)物,其含量的高低是反映膜脂過(guò)氧化作用強(qiáng)弱和質(zhì)膜破壞程度的重要指標(biāo),表示細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度和植物對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱[23]。孫雷心[24]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)隨著低溫時(shí)間的加長(zhǎng),植物體內(nèi)·O2-自由基濃度不斷增加,加劇膜脂過(guò)氧化,植物本身清除·O2-能力下降,導(dǎo)致MDA含量上升,從而使膜結(jié)構(gòu)與功能遭到破壞。本試驗(yàn)中,3個(gè)紫花苜蓿品種的耐鹽突變材料的MDA含量都高于對(duì)照植株,說(shuō)明耐鹽突變材料的抗逆境生長(zhǎng)狀況要好于對(duì)照植株。
脯氨酸是植物體內(nèi)有效的滲透調(diào)節(jié)劑之一,脯氨酸的積累是植物體抵抗?jié)B透脅迫的有效方式之一[25]。大量研究表明,許多植物在鹽脅迫下脯氨酸迅速積累。周榮仁等[19]篩選出的煙草耐鹽細(xì)胞系中,脯氨酸含量比原始型高出10倍,認(rèn)為這可能是細(xì)胞滲透勢(shì)降低,耐鹽能力提高的原因之一。這些結(jié)果提供了比較直接的關(guān)于脯氨酸與耐鹽性相關(guān)的證據(jù)。本試驗(yàn)結(jié)果也表明耐鹽突變材料的脯氨酸含量都高于對(duì)照植株,說(shuō)明脯氨酸參與了植物組織對(duì)鹽脅迫的調(diào)節(jié)。這與王侖山等[20]報(bào)道的即使在無(wú)鹽壓下,耐鹽變異體的脯氨酸含量也高出對(duì)照數(shù)倍的結(jié)論一致。
植物為了適應(yīng)逆境條件,會(huì)主動(dòng)積累一些可溶性糖和蛋白,降低滲透勢(shì)和冰點(diǎn),以適應(yīng)外界環(huán)境條件變化??扇苄蕴鞘呛芏喾躯}生植物的主要滲透調(diào)節(jié)劑[26],它也是合成別的有機(jī)溶質(zhì)的碳架和能量來(lái)源,對(duì)細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體亦有穩(wěn)定作用,還可在細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)離子濃度高時(shí)起保護(hù)酶類的作用[27]。鹽脅迫下,植物體內(nèi)蛋白質(zhì)含量下降,主要由于鹽抑制了蛋白質(zhì)的合成和蛋白質(zhì)水解的緣[28]。研究表明,可溶性蛋白與調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的滲透勢(shì)有關(guān),高含量的可溶性蛋白可幫助維持植物細(xì)胞較低的滲透勢(shì)以抵抗逆境帶來(lái)的脅迫[29]。而SOD普遍存在于動(dòng)、植物體內(nèi),是一種清除超氧陰離子·O2-自由基的酶[30],可以提高植物適應(yīng)逆境的能力。
從本研究結(jié)果中可以看出:紫花苜蓿品種耐鹽突變材料的可溶性糖、可溶性蛋白含量都顯著高于對(duì)照植株,由此說(shuō)明耐鹽突變材料具有一定的耐鹽性。而且耐鹽突變材料的酶活性也均高于對(duì)照植株,高的保護(hù)酶活性可有效地減輕膜的損害,緩解鹽害,這也是耐鹽變異體具有一定耐鹽性的重要指標(biāo)。
但植物的抗逆性不僅是一個(gè)受多種因素影響的復(fù)雜的數(shù)量性狀,且不同品種的抗逆機(jī)制也不盡相同,從而使得不同品種在逆境條件下對(duì)某一具體指標(biāo)的反應(yīng)也不盡相同。因而用單一指標(biāo)難以全面準(zhǔn)確地反映植物品種抗逆性的強(qiáng)弱,應(yīng)用多種指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)植物對(duì)逆境的適應(yīng)能力[30]。但評(píng)價(jià)植物抗逆性的指標(biāo)較多,指標(biāo)間又存在著一定的相關(guān)性,使得它們所提供的植物對(duì)逆境反映的信息發(fā)生交叉與重疊,且各指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)時(shí)的重要性(權(quán)重)也不同,如果直接利用這些指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)植物的抗逆性則會(huì)對(duì)結(jié)果造成偏差。隸屬函數(shù)分析提供了一條在多指標(biāo)測(cè)定基礎(chǔ)上對(duì)材料特性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的途徑,提高了耐鹽性鑒定的可靠性。用隸屬函數(shù)法對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),結(jié)果表明為“盛世”紫花苜蓿耐鹽突變材料耐鹽性最高,“維多利亞”紫花苜蓿耐鹽突變材料的耐鹽性最小,“CW787”居中。說(shuō)明利用NaCl作為選擇劑,所獲得的耐鹽突變材料的耐鹽性明顯提高。
國(guó)內(nèi)外的研究人員經(jīng)過(guò)多年的努力,通過(guò)常規(guī)育種、耐鹽突變選擇、細(xì)胞工程技術(shù)等手段,選育出一些耐鹽苜蓿。如由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所育成的耐鹽紫花苜蓿新品種“中苜1、2、3號(hào)”,已逐漸應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。但在南方高溫、高濕區(qū),仍主要依賴苜蓿品種進(jìn)口,而且對(duì)大面積的灘涂地的改良利用尚在探索階段。本研究以國(guó)外的3個(gè)耐高溫、高濕的紫花苜蓿為材料,以NaCl作為選擇劑,篩選出的耐鹽突變體材料,經(jīng)再生移植后生長(zhǎng)良好,而且其MDA、脯氨酸、可溶性糖和蛋白,以及SOD這些生化物質(zhì)含量的增加,在盆栽試驗(yàn)階段,尚未對(duì)其生長(zhǎng)有不利的影響。
本研究建立的高頻率分化實(shí)驗(yàn)體系,以及所篩選的具有一定耐鹽性的突變體材料,對(duì)充分利用鹽堿地,保證生態(tài)安全有重大作用。下一步的研究重點(diǎn)主要是通過(guò)澆鹽處理,深入評(píng)價(jià)耐鹽突變材料在鹽脅迫下的生理生化指標(biāo)的變化,同時(shí)對(duì)耐鹽突變材料的耐鹽遺傳特性進(jìn)行研究,為耐鹽新品系的選擇奠定基礎(chǔ)。
[1] 楊寶靈,姜健,封德全,等.紫花苜蓿耐鹽突變體篩選[J].大連民族學(xué)院學(xué)報(bào),2006,8(3):40-43.
[2] 楊青川,蘇加楷,耿華珠,等.紫花苜蓿耐鹽育種及耐鹽遺傳基礎(chǔ)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)草地,2001,23(1):59-62.
[3] 郭憲,崔堂兵,謝秀珍.植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:189-194.
[4] 韓曉光,薛哲勇,支大英.高羊茅胚性愈傷組織的高效誘導(dǎo)及其耐鹽突變體篩選[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2005,14(6):112-118.
[5] 梁小紅,韓烈保,齊春暉.結(jié)縷草耐鹽變異體的篩選[J].四川草原,2005(8):18-20.
[6] 黃新,葉紅霞,舒小麗,等.紫花苜蓿耐逆誘變和轉(zhuǎn)基因研究進(jìn)展[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2008(5):630-634.
[7] 程鈺宏,趙瑞雪,董寬虎.牧草耐鹽突變體篩選的研究進(jìn)展[J].草業(yè)科學(xué),2008,25(11):28-34.
[8] 馬進(jìn),鮑沁星,湯庚國(guó),等.植物體細(xì)胞耐鹽突變體的研究進(jìn)展[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào),2009,26(2):273-278.
[9] 王媛媛,柳小妮,柏東山.三個(gè)南方紫花苜蓿品種耐鹽性鑒定及其再生體系的建立[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,45(3):47-52.
[10] 齊翠蘭,李志勇,劉秉信.紅豆草耐鹽突變體的研究[J].中國(guó)草地,1998(3):44-46.
[11] 杜永芹,陳雪芳,沈衛(wèi)平,等.應(yīng)用生物技術(shù)篩選耐鹽草坪植物品種[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,19(1):37-40.
[12] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000:260-261.
[13] 鄒琦.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000:159-173.
[14] 張志良.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M ].北京:高等教育出版社,1987:155-156.
[15] 陳德明,俞仁培,楊勁松.鹽漬條件下小麥抗鹽性的隸屬函數(shù)值法評(píng)價(jià)[J].土壤學(xué)報(bào),2002,39(3):368-374.
[16] 阮先樂(lè),王紅星,陳龍,等.園藝植物耐鹽細(xì)胞突變體的篩選和鑒定[J].植物生理學(xué)通訊,2009,45(11):1115-1118.
[17] 張兆英,于秀俊.植物抗鹽性評(píng)價(jià)生理指標(biāo)的分析[J].滄州師范??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2006,22(4):51-53.
[18] 楊青川,蘇加楷,耿華珠.“中苜一號(hào)”紫花苜蓿耐鹽遺傳特性初步研究[J].草地學(xué)報(bào),1998,6(3):162-169.
[19] 周榮仁,楊燮榮,余叔文.利用組織培養(yǎng)選擇煙草耐鹽愈傷組織變異體并分化出再生植株[J].實(shí)驗(yàn)生物學(xué)報(bào),1986,19(3):279-287.
[20] 王侖生,王鳴剛,王亞馥.利用組織和細(xì)胞培養(yǎng)篩選作物耐鹽突變體的研究[J].植物學(xué)通報(bào),1996,13(2):7-12.
[21] 王玉民,劉艷芝,王中偉,等.我國(guó)苜蓿耐鹽性研究現(xiàn)狀及評(píng)述[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,30(6):47-49.
[22] 李波,賈秀峰,李云波.苜??果}愈傷組織的誘導(dǎo)及其生理生化指標(biāo)的測(cè)定[J].種子,2005,24(2):33-37.
[23] 孫偉澤,韓博,胡曉寧,等.不同濃度鹽脅迫下苜蓿丙二醛含量變化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(5):1905-1906,1911.
[24] 孫雷心.大豆體細(xì)胞胚發(fā)生作用的新展望[J].生物技術(shù)通報(bào),1996(1):60.
[25] 劉小京,劉孟雨.八個(gè)苜蓿品種的耐鹽性分析[A].鹽生植物利用與區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[C].北京:氣象出版社,2002:275-277.
[26] 黃俊軒,田瑞娟,李雙躍,等.鹽脅迫下苜蓿品種的生理特性變化[J].北方園藝,2007(6):143-146.
[27] 王玉祥,王濤,張博.鹽脅迫下轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿同工酶活性和可溶性糖含量的變化[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,32(3):22-25.
[28] 毛桂,蓮許興.枸杞耐鹽突變體的篩選及生理生化分析[J].西北植物學(xué)報(bào),2005,25(2):275-280.
[29] 鈕福祥,華希新,郭小丁,等.甘薯品種抗旱性生理指標(biāo)及其綜合評(píng)價(jià)初探[J].作物學(xué)報(bào),1996,22(4):392-398.
[30] 桂枝,高建明.鹽脅迫對(duì)6個(gè)苜蓿品種脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影響[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,14(4):18-21.
Evaluationonsalttolerancetosalt-tolerantvariantmaterialsofthreealfalfavarieties
WANG Jun, LIU Xiao-ni
(College of Pratacultural Science, Key Laboratory of Grassland Ecology System, Ministry of Education, Gansu Agricultural University; U.S. Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability, Gansu Lanzhou 730070, China)
Three foreign alfalfa(Medicagosativa) varieties (Victoria, Millennium, and Cw787) with strong resistance to high temperature and humidity were selected to obtain salt-tolerant callus variants by using sodium chloride (NaCl) as selective reagent via positive selection (direct selection and continuous selection) methods. The physiological indexes, including MDA, proline, soluble protein and soluble sugar content, as well as superoxide dismutase (SOD) activity of regeneration plants of callus variants were measured and these physiological indexes was used to comprehensively evaluate the salt tolerance by Subordinate Function method. The results of this study showed that the MDA, proline, soluble protein and soluble sugar content, as well as superoxide dismutase (SOD) activity of regeneration plants of callus variants were significantly (P<0.05) higher than that of control plants. The order of salt tolerance was Millennium > CW787> Victoria.
alfalfa; salt-tolerant material; physiological and biochemical indexes; salt-resistant; subordinate function method
S551+.703.4;Q945.78
A
1001-0629(2011)01-0079-06
2010-01-25 接受日期:2010-05-14
國(guó)家科技支撐計(jì)劃“優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗逆苜蓿和飼料作物新品種選育項(xiàng)目(2006BAD04A04-01)”
王珺(1985-),女,甘肅蘭州人,在讀碩士生,主要從事牧草與草坪草種質(zhì)資源研究。
E-mail:aminta0627@sina.com
柳小妮 E-mail:liuxn@gsau.edu.cn