论文摘要
土壤盐渍化对农业生产的威胁是一个全球性的热点问题,是影响作物生长和产量的主要限制因素之一。国内外设施栽培中普遍存在土壤的次生盐渍化问题,严重影响着设施作物的产量和品质,是当前设施蔬菜生产中急需解决的难题。钙不仅是植物必需的矿质营养元素之一,而且作为细胞内生理生化反应的第二信使偶联胞外信号,在逆境胁迫下能通过提高胞质游离Ca2+浓度,并通过Ca2+与CaM结合启动一系列生理生化过程,在植物对逆境胁迫的响应过程中发挥着重要作用。多胺是生物体代谢过程中产生的一类具有生物活性的低分子量脂肪族含氮碱,在调节植物生长发育、控制形态建成、提高植物抗逆性、延缓衰老等方面具有重要的作用.本文通过聚类分析对国内设施栽培中常用的小型西瓜（Citrullus lanatus M.）品种进行了耐盐性鉴定和分类,并选用耐盐性较强的品种‘秀雅’和耐盐性较弱的品种‘秀丽’为材料,研究了营养液栽培中NaCl胁迫对小型西瓜的植株生长、光合作用、离子的吸收和分布及活性氧代谢的影响,分析了外源硫酸钙（CaSO4）和腐胺（Put）对盐胁迫下小型西瓜生长抑制的缓解效应,探讨了外源Ca和Put在小型西瓜耐盐性中的生理调节功能,分析了采用外源物质提高小型西瓜耐盐性的可行性.主要研究结果如下:1.除根长外,100 mmol·L-1NaCl胁迫使所有品种小型西瓜幼苗的形态指标和生物量显著降低;叶片质膜相对透性、MDA含量、Pro和Chl含量显著增加,根系活力的变化不同品种表现不同.以干质量相对值和与其呈显著相关性的各生长和生理指标为变量,聚类分析将供试西瓜品种分为耐盐性较强、较耐性中等和耐盐性较弱的三类.2.50 mmol·L-1以下浓度NaCl处理对‘秀雅’幼苗的生长没有显著影响,75 mmol·L-1以上浓度NaCl胁迫显著抑制了其幼苗的生长,‘秀丽’幼苗生长則随NaCl浓度提高而显著降低;在75 mmol·L-1以上浓度NaCl胁迫下,随NaCl浓度提高和胁迫时间的延长,西瓜幼苗盐害指数显著增大、存活株率显著降低。与‘秀丽’品种相比,‘秀雅’幼苗在盐胁迫下生长降低幅度较小,存活株率较高,对盐胁迫的适应性较强.3.随NaCl浓度提高,小型西瓜叶片中光合色素含量先升高后降低,在75 mmol·L-1NaCl胁迫下达到最大值;Pn、Gs和Tr均随NaCl浓度提高而显著降低;Ci在低浓度NaCl处理下降低,75 mmol·L-1以上浓度胁迫下升高;Ls在较低浓度NaC1处理下增加,100 mmol·L-1以上浓度下趋于稳定:WUE在较低浓度NaCl处理下增加,100mmol·L-1以上浓度下降低.低浓度NaCl处理下小型西瓜叶片Pn下降的主要原因是气孔限制,高盐胁迫下则转变为非气孔因素限制。盐胁迫对‘秀雅’光合作用的抑制程度明显低于‘秀丽’,是其在盐胁迫下生长较好的主要原因之一.4.随NaCl胁迫增强,小型西瓜幼苗体内Na+和Cl-含量显著升高,K+、Ca2+和Mg2+含量及K+/Na+和Ca2+/Na+比值显著降低;各种离子在器官间呈明显的区域化分布,Cl-主要积累在茎中,Na+主要积累于茎和根中;茎和根中K+含量下降幅度较大,叶中下降幅度较小;Ca2+和Mg2+主要存在于茎和叶中,均在叶中下降幅度较小;随NaCl浓度提高,根向茎选择性运输K+和Ca2+的能力降低,而茎向叶选择性运输的能力提高,有利于减轻NaCl胁迫对叶片的伤害.与‘秀丽’品种相比,‘秀雅’叶中K+、Ca2+含量下降幅度较小,Na+积累量较低,K+/Na+和Ca2+/Na+比值均较高,离子在器官间区域化分布能力较强也是其耐盐性较强的重要原因之一.5.随NaCl浓度处理提高,小型西瓜叶片中O2·-产生速率、MDA含量和质膜相对透性显著增加,CAT和APX活性显著提高,POD活性在低浓度NaC1处理下降低而高浓度下提高,SOD活性的变化两品种有所不同;Pro、可溶性糖和AsA含量显著增加,可溶性蛋白含量在较低浓度NaCl处理下增加而高浓度下降低.高盐胁迫下,‘秀雅’叶片中抗氧化酶活性和渗调物质含量均明显高于‘秀丽’,O2·-产生速率、MDA含量和质膜相对透性則明显低于“秀丽”.盐胁迫下,‘秀雅’品种生长受抑制程度和脂质过氧化程度较低,与其较高的抗氧化酶活性和渗调物质含量密切相关.6.外源CaSO4和Put对盐胁迫下小型西瓜幼苗的生长和生理代谢具有明显影响,并呈现出明显的浓度效应。其中营养液中6 mmol·L-1Ca2+和1.0 mmol·L-1Put处理对幼苗的生长有显著的促进作用,使叶片质膜相对透性、MDA含量显著降低,可溶性蛋白和AsA含量显著增加,是缓解NaCl胁迫对小型西瓜植株伤害的适宜浓度.7.外源Ca、Put或Ca+Put复配处理均可明显改善盐胁迫下小型西瓜幼苗的生长,调节各种生理代谢。使叶片光合色素含量增加,Pn、Gs、Ci和Tr提高,Ls降低,对WUE没有影响;使幼苗体内Na+和Cl-积累量显著降低,K+和Ca2+含量及K+/Na+和Ca2+/Na+比值显著提高;使叶片中O2·-产生速率、MDA含量显著降低,SOD、POD、CAT和APX活性显著提高;使NO3--N和可溶性蛋白含量及NR、GS和GDH活性显著提高,NH4+-N含量显著降低;使游离态Put、Spd和Spm含量显著增加,三种多胺氧化酶活性有所降低.研究表明,三种方式外源处理都可以通过改善幼苗光合作用、增强离子区域化分布能力,调节活性氧代谢、氮代谢和多胺代谢而提高小型西瓜幼苗的耐盐性,减轻盐胁迫对西瓜植株造成的伤害,三种外施方式对西瓜盐胁迫伤害的缓解效应依次为Ca+Put＞Ca＞Put,且对耐盐性较弱的‘秀丽’缓解作用较为明显。