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棉花发展论文

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棉花耐盐机理与盐害defenseResearch

博彩国际娱乐网址   |   2020-09-08

摘要:简要introduce羢earch涡财榷悦藁ㄉし⒂挠跋欤凼隽死胱由傅鹘凇⒗胱觬egion化分布、分子机制和抗氧化系车鹘诘确矫婷藁ǖ哪脱位恚芙崃四脱纹分峙嘤⒅肿哟砗屠檬┓侍岣呙藁脱涡缘确矫婷藁ㄑ魏efense的有效途径。stay棉花耐盐种质资源的Research和创新、采取综合措施提高棉花耐盐性、深入开展棉花耐盐机理Research方面进行苏雇

关键词:棉花;耐盐机理;defense途径;展望

棉花是重要的Economics和宋魑铮琒o is it盐渍地的先锋作物。随着我国人口数量不断增加,耕地面积逐年减少,粮棉争地矛盾日益凸显,棉花生产受到serious影响,而面积广阔难渭地为棉花生产provide了巨大的生产种植空间。培育棉花耐盐品郑瑃ake棉花种植引向盐碱荒地,既能保证棉花生产,又能有效解决粮棉争地矛盾,推动我国农业的沙中⒄埂

1盐财榷悦藁ㄉし⒂挠跋

棉花是耐盐性较强的作物,对盐财萮ave一定的适应性和调节能力[1]。当土壤盐分含量低于0.2%时有利于棉花出苗和生长,提高产量和品质[2];但当土壤盐指哂0.2%时,棉株体take产生离子毒害和渗透财龋琣lso盐分浓度越高,伤害越大[3-5]。盐财纫种泼藁ǜ地上康纳ぃ地上部较地下部对盐更敏感[6]。盐财导致棉花侧根数及其长度下降,叶面皱褶且面积减小,茎部纤弱,地上部和地下康南饰镏量下降[7-8]。刘祎等通过NaCl水培财认旅藁缙赗esearch试验find ,盐财扔跋烀藁ㄓ酌绲母叨壬ぁ⒂酌绺瞪ぁ地上地下干物质积累,其影响程度随盐财扰ǘ鹊增加而逐渐增大[9]。张景略等Researchfind ,棉花stay苗期受盐分财群笃渲旮弑正常植株矮了3.0~3.4cm[10]。李军湘Researchreport,棉花各个生育期的株高都随着盐分浓度增加而降低[11]。姚杏安等也find ,棉花株高与土壤盐分呈极显著负relevant关系[12]。高盐财萻erious影响棉花的呼吸、光cooperation用,阻碍棉花对氮肥、磷肥的吸收,叶片的氮含量减少[13];叶子早熟或早衰,黄叶数增加以及种子产量下降[14]。Ashraf等Research表明,与敏盐品种相比,耐盐品种的轧棉率低,但皮棉产量、宋ざ取⑾宋墒於群拖宋强度高[15]。

2棉花耐盐机理Research进展

土壤中难畏肿钕扔跋熘参锔档南赴誓ぃ斐善渥榉帧⑽榷ㄐ院蚦hoice透性等方面的变化,盐财榷韵赴誓ぴ斐晌榷ㄐ缘闹苯拥脑跹魏Γ16],原初盐害cause次生盐害。次生盐害是由于过多难卫胱邮雇寥廊芤何纸系偷纳甘疲仓阾herefore得不到足够的水分而产生渗透财龋寥乐械难卫胱硬赫вΓ种浦参锒云渌胱拥奈收而造成盐分失衡。棉花耐盐机理迄今为止Research较多,可归结为离由傅鹘凇⒗胱觬egion化分布、分子机制与抗氧化系车鹘凇

2.1离由傅鹘

当植物体受到盐财仁保渫饨缟甘平系停顾正常供应,细胞通常会积累某些可溶性物质来避免伤害。棉株为适应外界盐财萩ause棉花体内细胞的水分亏缺,吸收大量无机盐,并把大部分难卫胱踊鄣揭号葜校此来降低细胞水势[17];或合成和积累一些脯氨酸、葡萄糖和被岬刃》肿佑谢锾岣咧参锵赴纳秆梗档拖赴疲18-19]。

2.2离子region化分布

盐财忍跫轮参锾迥诘奈藁胱雍量发生变化。棉花植株体内的Ca2+、Na+、Cl-含量随土壤盐分浓度的增大而递增,根茎木质部及叶片的Na+含量随土壤盐度的增大而迅速上升,尤以叶片中含量最高[20]。王汐妍等利用水培法ResearchNaCl财榷阅脱涡圆煌2个耐盐性陆地棉的影响find ,棉花根系能截留部分Na+,且stay盐财认拢脱纹废涤酌绫妊蚊舾衅废的鼙3窒喽越细叩腒+含量,stay高盐条件下,耐盐植株能使体内的K+含量维持stay较高水平,减缓由细胞内Na+迅速增加导致的细胞渗透压失衡[21]。同时许多Research也表明耐盐品指礹ave一定的储蓄Na+的effect,体内的K+/Na+显著高于耐盐性较弱的品郑22-23]。in addition,棉花根康腒+向地上部choice性运输sure维持叶片中较高的K+/Na+,choice性运输是棉花耐盐性的一个重要特性[22]。

2.3分子机制

盐财认拢誓ず鸵号菽さ腁TP酶/H+泵take会逆向转运质子驱动,通过Na+/H+逆向转运蛋白take细胞质中的Na+泵入液泡,缓解盐财仍斐傻奈:Γ24]。棉花中编码Na+/H+逆向转运蛋白的SOS1基因能有效调节Na+外排,保持Na+和K+稳定,有助于提高棉花耐盐性[25]。棉花的耐盐性强弱因基因型而异,基因型间的耐盐性差异与丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、类胡radish素含量捅;っ富钚砸约把卫胱觭tay叶片中累积量的差异有关[26]。逆境财然峒せ钪参锏淖家蜃樱家蜃咏岷系接Υ鸹虻乃呈絜ffect元件后sure启动应答基因的表达,调控并减轻逆境财榷灾参锏纳撕Γ27]。李春贺等进行了miRNA基因酒咏皇匝椋琭ind miRNAs参与植物逆境条件下男藕糯迹琾robably对棉花耐盐机制有重要effect[28]。许菲菲等对棉花miRNAs的KEGG分析find ,抗原加工过程是耐盐品系显著富集男藕磐路,而生物碱合成途径是盐敏感品系显著富集男藕磐路[29]。

2.4抗氧化系车鹘

盐财萩ause植物细胞内Na+过量积累,导致活性氧大量产生,破坏了清除系车亩胶猓此同时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CTA)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸(AsA)等活性stay一定程度上也发生着变化,以维持细胞结构稳定[24]。植物体内SOD、POD、AsA等清除活性氧的酶系和抗氧化物市琫ffect共同抵抗盐财扔盏疾难趸撕Γヒ坏目寡趸覆蛔阋詃efensethis种氧化财龋30]。李向前等通过对棉花耐盐性品种stay氧化剂甲基紫精(MV)和NaCl财认碌纳碛Υ餜esearchfind ,棉花抗氧化能力的高低能够影响品种的耐盐性[31]。衒ace兴傻萊esearchfind ,当土壤含NaCl浓度stay0.4%以下时,棉叶SOD和POD活性随含盐量增加而逐渐升高,当含NaCl浓度stay0.4%以上时,SOD和POD活性迅速下降,土壤中NaCl含量为0.4%是this2种酶活性的变化转折点[32]。李付广等Researchfind ,盐财认履脱纹分肿右吨械腟OD和POD活性接近对照,不耐盐品种则持续降低[33];也有Researchfind ,盐财认履脱纹分忠片的膜脂过氧化清除系统活性大幅度上升,POD活性增加38%~72%,SOD活性变化不大,GR活性增加55%~101%,而不耐盐品种this些指标不变或下降[34]。

3棉花盐害defense的有效途径

3.1培育耐盐品种

收集、鉴定抗盐亲本材料,选用抗盐材料作为母本、丰产优质材料作为父本,采用杂交、复合杂交、回交、远缘杂交等手段,培育和创造抗盐性强男虏牧稀⑿挛镏郑艽痈就揪渡系钟藁ㄑ魏ι撕ΑI蚍ǜ坏炔捎肏ayman的方法进行试验,结果表明耐盐和敏盐品种的commonly配合力效应差异达极显著水平,耐盐与敏盐品种杂交为棉花耐盐育种的最佳组合[35]。衒ace兴傻纫运劭钩婷奁分諷GK321和普通陆地棉品种SY321为材料,进行不同盐分含量的沙培和土培试验,结果表明选用耐盐性强的亲本并注重耐盐性choice是培育耐盐棉花品种的有效途径[36]。应用分子育种及转基因技术,为棉花defense盐害、培育抗盐品种provide更广阔的途径。通过花粉管通道take外源DNA导入棉花,改变棉花的遗传基础,结合抗性筛选培育出高耐盐的棉花种质系。于元杰等take罗布麻DNA导入鲁棉6号后,后代的抗枯萎病、抗盐性都有所提高,D3代筛选到能够stay含盐量0.6%的土壤中生长的种质系,进而培育出稳定的抗盐品系[37]。

3.2种子处理

播种前,take种子用不同盐浓度溶液处理,可提高棉花耐盐性[38]。经适襰earch闻ǘ却淼拿拗辏湟片中free水与束缚水比例发生变化,棉株内部束缚水与free水比例增加,使棉株的抗盐力提高。盐分财忍跫拢檬室伺ǘ确段У乃踅诎贰⒏2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、CaCl2浸种sure提高棉种发柯省⒎⒀渴疲醵唐骄⒀縯ime,提高效率[39-41]。适当浓度的浸种溶液和一定的浸种time,可有效缓解盐财榷悦藁ㄓ酌绲纳撕Γ岣呙藁ū;っ赶低郴钚裕纳泼廾缣迥谒肿纯觯增强棉花幼苗的耐盐性[32,42]。

3.3利用施肥提高棉花的耐盐性

stay盐渍土壤中适当施肥,sure改善棉花的矿质Nutrition,提高其耐盐力[43]。盐渍土壤对棉花吸收大量矿质元素有一定的影响,生长stay盐渍土壤中的棉花往往缺磷,造成硝酸盐还原和protein合成能力降低,产生盐害。如能及时补施磷肥,则sure提高其抗盐性。磷能够提高细胞结构成分的水合度,提高细胞保持胶体-束缚水的能力,增加原生质的黏度与弹性,同被箍山档驼籼趀ffect,增加根系发育speed和强度。therefore,磷肥能有效提高棉花等作物的耐盐能力。

4展望

棉花作为我国main的Economics作物之一,被视为开发利用盐碱地的先锋作物。therefore,提高棉花的耐盐性,增加盐财忍跫旅藁ǖ钠分屎筒量,是长久岳慈嗣莂lways关注的重点。

4.1棉花耐盐种质资源的Research和创新

陆地棉是world上种植面积最大的栽培棉种。陆地棉以外的其他栽培种、棉属男矶嘁吧忠约奥地棉的远缘野生种系等材料have丰富的遗传多样性和突出的抗逆性,含有许多耐盐基因[44]。therefore,对收集到的各类棉花材料进行鉴定分析尤为重要。此外,还应通过品种间杂交、远缘杂交、体细胞杂交、无性系变异、外源基因导入、基因编辑等手段,创造新的种质资源,从中筛选优良材料,培育have生产应用价值的棉花耐盐材料。

4.2采取综合措施提高棉花耐盐性

棉花的耐盐性不仅受到棉花本身遗传因素、生理生化特性的控制,还受外界环境条件、栽培耕作措施的影响,且它们之间又相互影响、相互effect。therefore,要提高棉花耐盐性,不但要对各影响因素进行深入探郑挂运墙凶酆蟁esearch,把品种培育、种子处理、水肥运用及其他农艺措施有机组装配套,形成完整的配套技术,才能取得明显effect。

4.3深入开展棉花耐盐机理Research

阐明棉花耐盐机理是提高与调控棉花耐盐性的基础。虽然多年来国内外对其进行了大量Research,但目前为梗嗣嵌悦藁脱蔚幕砘勾鎠tay着不同的看法和争论。各方面Research仍存stay很大的不足,多数结论尚未被确证或者不够深入。therefore,有必要对棉花耐盐机理stay细胞、亚细胞、分子等各个层面开展深人Research,形成完整的Research体系。根据现代科学技术的发展和生产应用男枰藁脱涡缘姆肿踊碛κ墙窈蟮腞esearch重点。

author:宋丽 刘财 仲杰 李成奇 单位:黄淮学院生物与称饭こ萄г 运城学院生命科学系

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