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引用本文
DOI：10.16742/j.zgcdxb.20240237
朱晨晨，史昆，何沁坤，等. 中苜一号紫花苜蓿幼苗对混合盐碱胁迫的响应[J].中国草地学报,2024,46(8):1-9.
ZHU Chenchen， SHI Kun， HE Qinkun，et al.Response of ‘Zhongmu No.1’ alfalfa seedlings to mixed saline-alkali stress[J].Chinese Journal of Grassland,2024,46(8):1-9.
中苜一号紫花苜蓿幼苗对混合盐碱胁迫的响应
朱晨晨1，史昆1，何沁坤1，迪力穆拉提·阿卜杜外力1，刘亚玲2，王赞1,*
1. 中国农业大学草业科学与技术学院；2. 内蒙古草业技术创新中心有限公司
摘要 & 关键词
本研究以中苜一号紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Zhongmu No.1）为试验材料，分别进行浓度为0、40、80 mmol/L的混合盐碱胁迫（NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3摩 尔 比 为１∶１∶１∶１，pH值为9.3）处理，测定其生长指标、生理指标及关键基因的表达水平，以期揭示其响应混合盐碱胁迫的机制。结果表明：随着混合盐碱胁迫程度的加剧，中苜一号紫花苜蓿幼苗的株高、光合速率、PSⅡ的有效量子产率和最大光化学量子产量均被显著抑制（P<0.05 ）；过氧化氢、超氧阴离子和丙二醛积累量逐渐增多，过氧化物酶活性、脯氨酸和可溶性糖含量均显著增加（P<0.05 ）；在80 mmol/L混合盐碱胁迫下，Na+转运蛋白的编码基因MsSOS1、MsNHX1和MsHKT1的表达量均显著提高（P<0.05 ）。综合分析表明，中苜一号紫花苜蓿可能主要通过以下途径响应混合盐碱胁迫：（1）高表达MsSOS1、MsNHX1和MsHKT1等Na+转运蛋白编码基因，促进Na+外排、液泡区隔化及转移，避免因Na+大量积累对植株造成离子毒害；（2）增强抗氧化酶活性，缓解由高pH值带来的氧化损伤。
中苜一号紫花苜蓿；混合盐碱胁迫；生理特性；基因表达
混合盐碱胁迫初期的中苜一号紫花苜蓿（照片由作者提供）
土壤盐碱化是农业生产的主要限制因素之一。在自然界中，根据盐的种类不同，盐碱胁迫可分为中性盐胁迫（盐胁迫）、碱性盐胁迫（碱胁迫）和混合盐胁迫三种类型，而植物已进化出多种策略来适应盐碱胁迫造成的伤害。以保定苜蓿、南皮苜蓿、 RS 苜蓿和秘鲁苜蓿为亲本材料选育的中苜一号紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Zhongmu No.1）具有一定的耐盐性，然而，混合盐碱胁迫对中苜一号紫花苜蓿幼苗的影响鲜有报道。本研究通过测定混合盐碱胁迫下中苜一号紫花苜蓿幼苗的生长指标、生理指标及关键基因的表达水平，阐释中苜一号紫花苜蓿响应混合盐碱胁迫机制，为深入探究紫花苜蓿耐混合盐碱机制及种质创制提供参考。
01 材料与方法
1.1 试验材料
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02 结果与分析
2.1 混合盐碱胁迫对中苜一号紫花苜蓿幼苗株高和干重的影响
从图2可看出，混合盐碱胁迫处理下，中苜一号紫花苜蓿幼苗叶片的叶绿素含量、光合速率和叶绿素荧光参数均不同程度地降低。其中，随着混合盐碱胁迫处理浓度的增加，叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量及气孔导度在混合盐碱胁迫处理下均显著下降（P<0.05），但40 mmol/L和80 mmol/L混合盐碱胁迫处理之间无显著差异；净光合速率、PSⅡ的有效量子产率和PSⅡ最大光化学量子产量均逐渐显著下降（P<0.05），其中，净光合速率在80 mmol/L混合盐碱胁迫处理下受到严重抑制，下降幅度达79.7%。结果表明混合盐碱胁迫对中苜一号紫花苜蓿幼苗的光合系统造成了损伤，光合作用下降可能是导致其株高和干重降低的原因。
2.3 混合盐碱胁迫对中苜一号紫花苜蓿幼苗叶片渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及离子含量的影响
从图6可看出，混合盐碱胁迫改变了中苜一号紫花苜蓿幼苗中盐碱胁迫响应关键基因的表达。其中，超氧化物歧化酶编码基因MsSOD、过氧化物酶编码基因MsPOD、质膜Na+/H+反转运蛋白编码基因MsSOS1和Na+转运蛋白编码基因MsHKT1的表达水平在80 mmol/L混合盐碱胁迫处理下显著升高（P<0.05）；随着混合盐碱胁迫浓度的增加，叶绿素维持基因MsSGR、脯氨酸合成关键基因MsP5CS1和编码液泡膜Na+/H+反转运蛋白的基因MsNHX1的表达水平均逐渐显著升高（P<0.05）；Rubisco亚基稳定性相关基因MsRbcX2的表达水平在混合盐碱胁迫处理下显著升高，但与40 mmol/L混合盐碱胁迫处理相比，80 mmol/L混合盐碱胁迫处理下MsRbcX2的表达水平显著降低，这可能也是80 mmol/L混合盐碱胁迫处理下中苜一号紫花苜蓿幼苗的净光合速率显著下降的原因之一。
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03 结论
制作：胡晓然
校对：陶彦彤
审核：胡卉芳
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