外源SiNPs对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响.pdf

第5 1卷 第9期2 0 2 3年9月西北农林科技大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y(N a t.S c i.E d.)V o l.5 1 N o.9S e p.2 0 2 3网络出版时间:2 0 2 3-0 3-0 8 0 9:5 3 D O I:1 0.1 3 2 0 7/j.c n k i.j n w a f u.2 0 2 3.0 9.0 1 2网络出版地址:h t t p s:/k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/6 1.1 3 9 0.S.2 0 2 3 0 3 0 6.1 8 0 0.0 1 3.h t m l外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响 收稿日期 2 0 2 2-1 1-0 1 基金项目 荆州市2 0 2 2年度科技计划项目(2 0 2 2 B B 3 6);湖北省重点研发计划项目(2 0 2 2 B B A 0 0 6 1)作者简介 高 伟(1 9 9 7-),男,湖北汉川人,在读硕士,主要从事蔬菜生长调控与育种研究。E-m a i l:g w g i n g e r 1 6 3.c o m 通信作者 贾 切(1 9 8 0-),男,湖北荆州人,讲师,博士,主要从事园艺作物育种栽培与病害防控研究。E-m a i l:j i a q i e 0 2 01 6 3.c o m高 伟1 a,席克勇1 a,2,尹军良1 b,刘奕清1 a,朱永兴1 a,贾 切1 a(1长江大学 a 园艺园林学院,b 农学院,湖北 荆州 4 3 4 0 2 5;2荆州佳之源生物科技有限公司,湖北 荆州 4 3 4 0 2 5)摘 要【目的】研究外源二氧化硅纳米颗粒(S i N P s)对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响,为S i N P s在生姜抗盐性中的应用提供理论依据与技术支撑。【方法】以竹根姜(Z i n g i b e r o f f i c i n a l e R o s c o e.c v.z h u g e n)盆栽苗为试材,设置用1 0 0 m g/L S i N P s溶液喷施全株5 d后再用蒸馏水浇灌植株根部的S i N P 1 0 0处理、用蒸馏水喷施全株5 d后再用2 0 g/L N a C l溶液浇灌植株根部的N a C l处理以及用1 0 0 m g/L S i N P s溶液喷施全株5 d后再用2 0 g/L N a C l溶液浇灌植株根部的S i N P 1 0 0+N a C l处理,以前后均用蒸馏水处理为对照(C K)。随机选取不同处理后的生姜幼苗,观测其生长形态、光合色素(叶绿素a(C h l a)、叶绿素b(C h l b)、叶绿素a+b(C h l(a+b)和类胡萝卜素(C a r)含量、叶绿素荧光参数(最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光量子效率(P S)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(N P Q)、光合作用参数(净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)、丙二醛(MD A)和H2O2含量以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶(S O D)、过氧化物酶(P O D)和过氧化氢酶(C A T)活性。【结果】与C K相比,S i N P 1 0 0处理生姜幼苗的根尖数显著增加,C h l a、C h l b和C h l(a+b)含量显著提高,N P Q显著下降,Tr显著增加,S O D和C A T活性显著升高,MD A和H2O2含量显著降低,其余指标均与C K差异不显著。在N a C l胁迫条件下,生姜幼苗根系生长受到抑制,叶片明显变黄,与C K相比,总根长、根系表面积、根尖数显著减少,4种光合色素含量均显著下降,Fv/Fm、P S 和qP显著降低,而N P Q显著升高,Pn、Tr和Gs显著降低,S O D、P O D和C A T活性以及MD A和H2O2含量均显著升高。S i N P 1 0 0预处理则可以缓解N a C l胁迫对生姜幼苗的损伤,总根长、根系表面积、根尖数较N a C l处理显著增加,叶片发黄症状也得到缓解;此外,与N a C l处理相比,S i N P 1 0 0+N a C l处理生姜幼苗的C h l a、C h l b、C h l(a+b)含量和Fv/Fm、P S、qP、Pn、Tr以及S O D、P O D、C A T活性显著提高,而N P Q和MD A、H2O2含量显著下降,C a r含量和Gs则与N a C l处理差异不显著。【结论】外源S i N P s预处理能通过促进植株根系生长、增加光合色素含量、提高光合作用效率、调节抗氧化酶活性、降低MD A和H2O2含量来缓解盐胁迫对生姜幼苗造成的生长抑制和氧化损伤,从而增强生姜植株的抗盐性。关键词 纳米硅;盐胁迫;生姜;光合生理;抗氧化酶 中图分类号 S 6 3 2.5 0 1 文献标志码 A 文章编号 1 6 7 1-9 3 8 7(2 0 2 3)0 9-0 1 0 9-1 0E f f e c t s o f e x o g e n o u s S i N P s o n g r o w t h a n d p h y s i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f g i n g e r s e e d l i n g s u n d e r s a l t s t r e s sGAO W e i1 a,X I K e y o n g1 a,2,Y I N J u n l i a n g1 b,L I U Y i q i n g1 a,Z HU Y o n g x i n g1 a,J I A Q i e1 a(1 a C o l l e g e o f H o r t i c u l t u r e a n d G a r d e n i n g,b C o l l e g e o f A g r i c u l t u r e,Y a n g t z e U n i v e r s i t y,J i n g z h o u,H u b e i 4 3 4 0 2 5,C h i n a;2 J i n g z h o u J i a z h i y u a n B i o t e c h n o l o g y C o.,L t d,J i n g z h o u,H u b e i 4 3 4 0 2 5,C h i n a)A b s t r a c t:【O b j e c t i v e】T h i s s t u d y i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t s o f e x o g e n o u s s i l i c a n a n o p a r t i c l e s(S i N P s)o n g r o w t h a n d p h y s i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f g i n g e r s e e d l i n g s u n d e r s a l t s t r e s s t o p r o v i d e r e f e r e n c e a n d s u p-p o r t f o r u s i n g S i N P s i n s a l t r e s i s t a n c e o f g i n g e r.【M e t h o d】T h e Z h u g e n g i n g e r(Z i n g i b e r o f f i c i n a l e R o s-c o e.c v.z h u g e n)p l a n t s i n p o t s w e r e s p r a y e d w i t h 1 0 0 m g/L S i N P s f o r 5 d a y s a n d i r r i g a t e d w i t h d i s t i l l e d w a t e r o n r o o t s(t h e S i N P 1 0 0 t r e a t m e n t).I n t h e N a C l t r e a t m e n t,w h o l e p l a n t s w e r e s p r a y e d w i t h d i s t i l l e d w a t e r f o r 5 d a y s a n d t h e n i r r i g a t e d w i t h 2 0 g/L N a C l o n r o o t s.I n t h e S i N P 1 0 0+N a C l t r e a t m e n t,w h o l e p l a n t s w e r e s p r a y e d w i t h 1 0 0 m g/L S i N P s f o r 5 d a y s a n d t h e n i r r i g a t e d w i t h 2 0 g/L N a C l o n r o o t s.D i s-t i l l e d w a t e r t r e a t m e n t w a s u s e d a s c o n t r o l(C K).T h e g r o w t h m o r p h o l o g y,p h o t o s y n t h e t i c p i g m e n t c o n-t e n t s(c h l o r o p h y l l a,c h l o r o p h y l l b,c h l o r o p h y l l(a+b)a n d c a r o t e n o i d s),c h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c e p a r a m e-t e r s(m a x i m u m p h o t o c h e m i c a l y i e l d(Fv/Fm),a c t u a l p h o t o c h e m i c a l q u a n t u m y i e l d(P S),p h o t o c h e m i-c a l q u e n c h i n g c o e f f i c i e n t(qP)a n d n o n-p h o t o c h e m i c a l q u e n c h i n g c o e f f i c i e n t(N P Q),p h o t o s y n t h e t i c p a-r a m e t e r s(n e t p h o t o s y n t h e t i c r a t e(Pn),t r a n s p i r a t i o n r a t e(Tr)a n d s t o m a t a l c o n d u c t a n c e(Gs),m a l o n-d i a l d e h y d e(MD A)a n d H2O2 c o n t e n t s,a n d a n t i o x i d a n t e n z y m e a c t i v i t i e s(s u p e r o x i d e d i s m u t a s e(S O D),p e r o x i d a s e(P O D)a n d c a t a l a s e(C AT)o f g i n g e r s e e d l i n g s w e r e o b s e r v e d a n d m e a s u r e d u n d e r d i f f e r e n t t r e a t m e n t s.【R e s u l t】C o m p a r e d w i t h C K,S i N P 1 0 0-t r e a t e d g i n g e r s e e d l i n g s s h o w e d s i g n i f i c a n t i n c r e a s e s i n r o o t t i p n u m b e r,c o n t e n t s o f C h l a,C h l b a n d C h l(a+b),Tr a n d S O D a n d C AT a c t i v i t i e s,s i g n i f i c a n t d e-c r e a s e s i n N P Q a n d c o n t e n t s o f MD A a n d H2O2,w h i l e n o s i g n i f i c a n t c h a n g e s i n o t h e r i n d i c a t o r s.U n d e r s a l t s t r e s s,r o o t g r o w t h o f g i n g e r s e e d l i n g s w a s i n h i b i t e d,l e a v e s t u r n e d y e l l o w,a n d t o t a l r o o t l e n g t h,r o o t s u r f a c e a r e a a n d r o o t t i p n u m b e r w e r e s i g n i f i c a n t l y d e c r e a s e d c o m p a r e d w i t h C K.P h o t o s y n t h e t i c p i g m e n t c o n t e n t s,Fv/Fm,P S,qP a n d Pn,Tr,Gs w e r e s i g n i f i c a n t l y d e c r e a s e d,b u t N P Q,a c t i v i t i e s o f S O D,P O D a n d C AT a s w e l l a s c o n t e n t s o f MD A a n d H2O2 w e r e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d.S i N P 1 0 0 p r e t r e a t m e n t a l l e v i a-t e d t h e d a m a g e s c a u s e d b y s a l t s t r e s s,a n d t o t a l r o o t l e n g t h,r o o t s u r f a c e a r e a a n d r o o t t i p n u m b e r w e r e s i g-n i f i c a n t l y i n c r e a s e d c o m p a r e d w i t h N a C l t r e a t m e n t,a n d l e a f y e l l o w i n g s y m p t o m w a s a l s o a l l e v i a t e d.I n a d-d i t i o n,C h l a,C h l b a n d C h l(a+b)c o n t e n t s,Fv/Fm,P S,qP,Pn,Tr,Gs a n d a c t i v i t i e s o f S O D,P O D,a n d C AT i n g i n g e r s e e d l i n g s t r e a t e d w i t h S i N P 1 0 0+N a C l w e r e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d,N P Q,MD A a n d H2O2 c o n t e n t s w e r e s i g n i f i c a n t l y d e c r e a s e d,w h i l e C a r a n d Gs w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y c h a n g e d,i n c o m p a r i s o n w i t h t h e N a C l t r e a t m e n t.【C o n c l u s i o n】E x o g e n o u s S i N P s p r e t r e a t m e n t p r o m o t e d r o o t g r o w t h,p h o t o s y n-t h e t i c p i g m e n t c o n t e n t s a n d p h o t o s y n t h e t i c e f f i c i e n c y,r e g u l a t e d a c t i v i t i e s o f a n t i o x i d a n t e n z y m e a n d r e-d u c e d MD A a n d H2O2 c o n t e n t s,s o a s t o a l l e v i a t e g r o w t h i n h i b i t i o n a n d o x i d a t i v e d a m a g e c a u s e d b y s a l t s t r e s s a n d e n h a n c e t h e s a l t r e s i s t a n c e o f g i n g e r p l a n t s.K e y w o r d s:s i l i c o n n a n o p a r t i c l e s;s a l t s t r e s s;g i n g e r;p h o t o s y n t h e t i c p h y s i o l o g y;a n t i o x i d a n t e n z y m e 生姜(Z i n g i b e r o f f i c i n a l e R o s c o e)又名百辣云,是姜科姜属多年生草本宿根植物,起源于东南亚热带雨林地区,在世界范围内广泛种植1。生姜在我国栽培历史悠久,论语 中记载有“不撤姜食,不多食”2。生姜是我国传统中药材,具有发汗解表、温中止呕、化痰止咳、行血解毒等功效,可用于治疗外感风寒、胃寒呕吐、寒痰咳嗽等病症及解鱼蟹毒3。现代药理学研究表明,生姜富含挥发油、姜辣素、生姜多糖、二苯基庚烷类及一些微量元素,具有开胃健脾、抑制 肿瘤、镇痛消 炎和降血糖 血 脂 等 药 用 功效3-4。随着人们保健意识的不断增强,对生姜及其精深加工产品的需求量逐年增多,生姜产业发展势头迅猛。然而近年来,一些生姜主产区由于种植年限增加,土壤盐渍化现象严重,影响了生姜的生长发育和品质产量,制约了生姜产业的可持续发展。土壤盐渍化是影响植物生长发育重要的非生物胁迫之一,对农业生产和人类生活造成了极大的影响。据统计,全世界约有8亿h m2以上的土地受到盐害影响,占到全球土地面积的6%5,并且由于灌溉方式不当、滥用肥料和工业污染等,盐渍化土地面积呈逐年增加的趋势。土壤盐渍化的主要特征为土壤溶液中的N a+、M g2+、C a2+及C O2-3、C l-和S O2-4等离子的含量较高6-7。土壤中高浓度的盐离子会对植物造成盐害或盐胁迫,引起植物一系列的生理生化变化,如改变质膜的通透性,产生渗透胁迫、氧化胁迫和离子毒害,导致光合作用能力下降和矿质011西北农林科技大学学报(自然科学版)第5 1卷元素吸收不平衡等,从而造成植株生长发育速率减缓、生物量降低甚至死亡8。因此,提高植物的耐盐性对于保护农业生产、提高作物产量具有重要意义。硅(S i)在土壤中的含量仅次于氧,是地壳中的第二大元素,在植物体内广泛存在。大量研究表明,硅参与了多种植物对非生物和生物胁迫的响应,包括涝渍9、盐碱1 0、干旱1 1、高温1 2、重金属1 3和病虫害1 4胁迫等。Z h u等1 5研究发现,在盐胁迫条件下,外源硅通过调节脯氨酸和细胞分裂素含量,缓解了盐胁迫对黄瓜生长的不利影响。C h e n等1 6研究生姜的镉胁迫时,通过外源加硅抑制了镉从地下向地上的转移,促进了生姜的光合作用和抗氧化酶活性,减轻了镉胁迫对生姜植株造成的伤害。前人研究表明,当植物遭受胁迫时,通过外源加硅可以有效改善植物的生长和生理状态1 7。纳米技术是2 1世纪的新兴技术,纳米材料的尺寸位于宏观物质和原子簇的边界区域,具有独特的表面效应、小尺寸效应以及不同于一般物质材料的磁、电、机械和热力学等优异性能,因此被广泛应用在物理学、生物学、医学、化学和工程学等领域1 8。由于二氧化硅纳米颗粒(S i N P s)具有粒径可控、比表面积大、生物相容性好等优异特性,国内外学者对其进行了深入研究,并在农业生产上得到逐步应用。在Z h o u等1 9的研究中,S i N P s对茄病镰刀菌(F u-s a r i u m s o l a n i)的菌丝生长和孢子萌发几乎没有抑制作用,但S i N P s能增强生姜根茎的超氧化物歧化酶(S O D)、抗坏血酸过氧化物酶(A P X)、多酚氯化酶(P P O)和过氧化氢酶(C AT)活性,从而减轻病原感染后创面周围的腐烂程度。P e n g等2 0研究发现,使用1 0 0 m g/L S i N P s处理能提高采后生姜根茎的 抗 氧 化 能 力,减 少 活 性 氧(R O S)和 丙 二 醛(MD A)的积累,从而降低生姜贮藏过程中的腐烂程度,保持生姜的产品品质。崔云浩等2 1的研究中,对盐胁迫下的甜椒幼苗叶面喷施S i N P s后,植株的S O D、过氧化物酶(P O D)和C AT活性显著升高,MD A和R O S含量显著降低,从而缓解盐胁迫造成的氧化损伤,维持甜椒幼苗的生长。由此可见,施用S i N P s可以有效提高作物的耐盐性2 2、抗病性2 3、产量和品质2 4。但S i N P s对盐胁迫下生姜的影响机制尚不清楚,不利于其在生姜栽培中的应用。本研究以竹根姜为试材,通过分析外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗生长形态、叶绿素含量、叶绿素荧光和光合作用参数、膜脂过氧化及抗氧化酶活性等的影响,探究外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗生长的缓解机理,为外源S i N P s在生姜抗盐性中的应用提供理论依据与技术支撑。1 材料与方法1.1 试验材料竹根姜(Z i n g i b e r o f f i c i n a l e R o s c o e.c v.z h u-g e n)由长江大学香辛作物研究院提供;育苗基质为丹麦品 氏 托 普 泥 炭 土 和 珍 珠 岩(体 积 比11);S i N P s为E 5 5 1食品添加剂,购自S i g m a-A l d r i c h公司(批号6 3 7 2 3 8,纯度9 9.5%,粒径1 02 0 n m)。1.2 试验方法试验在长江大学园艺园林学院玻璃温室(温度2 6、光照度约1 0 0 0 0 l x、湿度7 0%8 0%、光周期为1 2 h光照和1 2 h黑暗)进行。挑选健壮、大小一致且无病害的姜种进行消毒、晒种,并于2 6 黑暗条件下催芽7 d,姜种催芽至1 c m左右时直接播种于花盆(底部有孔,上径、底径、高分别为2 5,2 0和3 0 c m)中,每盆1株,其间做好栽培管理,待植株生长至大约5 0 c m高时,选取长势一致的生姜幼苗进行试验。预试 验 结 果 显 示,使 用2 0 g/L N a C l和1 0 0 m g/L S i N P s处理生姜幼苗后的试验现象较明显。与未使用盐胁迫的对照相比,用2 0 g/L N a C l处理后,生姜幼苗的叶片变黄且叶缘焦枯,茎秆也发黄变软,植株易倒伏。而使用1 0 0 m g/L S i N P s预处理后,生姜幼苗再受到盐胁迫时,植株的叶片和茎秆保持绿色,生长状态优于N a C l处理的生姜幼苗。因此本试验共设置4个处理,每个处理3 0株生姜幼苗,首先对生姜幼苗进行预处理,即使用1 0 0 m g/L S i N P s溶液或等量蒸馏水喷施生姜幼苗全株,以叶面滴液为度;预处理5 d后对生姜幼苗进行胁迫处理,即使用3 0 0 m L的2 0 g/L N a C l溶液或蒸馏水浇灌植株根部,并连续处理3 d。其中对照(C K)前后均使 用 蒸 馏 水 进 行 处 理;S i N P 1 0 0处 理 先 使 用S i N P s溶液喷施植株,5 d后使用蒸馏水浇灌植株根部;N a C l处理先使用蒸馏水喷施植株,5 d后使用N a C l溶液浇灌植株根部;S i N P 1 0 0+N a C l处理先使用S i N P s溶液喷施植株,5 d后使用N a C l溶液浇灌植株根部。分别在盐胁迫的第3,6,9,1 2天取各处理生姜幼苗第2片完全展开的功能叶,洗净擦干后用液氮冷冻样品并放在-8 0 冰箱中保存,用于相关生理生化指标的测定分析。在盐胁迫的第1 5天取各处理的生姜幼苗,拍照记录植株的生长形态并扫描其111第9期高 伟,等:外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗生长和生理特性的影响根系生长形态,同时取第2片完全展开的功能叶测定叶绿素含量、叶绿素荧光和光合作用参数。取样时每个处理设置3次生物学重复。1.3 测定指标及方法1.3.1 生长指标的测定 随机选取不同处理的生姜幼苗,对其植株形态和叶片进行拍照(C a n o n E O S 7 7 D,J a p a n)观 察,并 使 用E p s o n P e r f e c t i o n V 7 0 0 P h o t o D u a l L e n s S y s t e m根系扫描仪(J 2 2 1 A,I n d o-n e s i a)扫描根系图片,利用W i n RH I Z O p r o f e s s i o n a l s o f t w a r e 2 0 0 7 v e r s i o n(R e g e n t I n s t r u m e n t s I n c,Q u e b e c,C a n a d a)测定分析总根长、根系表面积、根系体积、根尖数。1.3.2 叶片光合色素含量的测定 叶绿素含量参考F e n g等2 5的方法测定,取生姜叶片(第2片完全展开的功能叶)用蒸馏水清洗干净,称取0.1 g放入5 0 m L离心管中,加入1 0 m L体积分数9 6%的乙醇溶液,黑暗条件下放置2 4 h,其间多次摇动,待叶片完全变白,用紫外分光光度计测定6 6 5,6 4 9,4 7 0 n m处的吸光值A6 6 5、A6 4 9和A4 7 0,按下式计算各光合色素的含量。叶绿素a(C h l a)含量=1 3.9 5A6 6 5-6.8 8A6 4 9;叶绿素b(C h l b)含量=2 4.9 6A6 4 9-7.3 2A6 6 5;总叶绿素(C h l(a+b)含量=C h l a+C h l b;类胡萝卜素(C a r)含量=(1 0 0 0 A4 7 0-2.0 5 C h l a-1 1 1.4 8 C h l b)/2 4 5。1.3.3 叶片叶绿素荧光参数的测定 叶绿素荧光参数采用F l u o r C a m 8 0 0 MF封闭式叶绿素荧光成像仪(P S I公司,C z e c h R e p u b l i c)测定。取生姜叶片(第2片完全展开的功能叶)用蒸馏水清洗干净,经过充分暗适应(2 0 m i n)后,测定最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光量子效率(P S)、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(N P Q)。1.3.4 叶片光合参数的测定 随机选取不同处理的生姜幼苗,于晴朗天气的上午0 9:0 0-1 1:0 0,使用Y a x i n-1 1 0 2便携式光合蒸腾仪(北京雅欣理仪科技有限公司,中国)测定生姜叶片(第2片完全展开的功能叶)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等光合指标。测定时采用L E D红蓝光源,光强设置为1 0 0 0 m o l/(m2s)。1.3.5 叶片氧化损伤和抗氧化酶活性的测定 MD A含量参考H e a t h等2 6的方法,采用硫代巴比妥酸法测定,H2O2含量参考V e l i k o v a等2 7的方法测定,S O D活性采用N B T法测定2 8,P O D活性采用愈创木酚法测定2 9,C AT活性采用H2O2法测定3 0。1.4 数据处理采用M i c r o s o f t E x c e l 2 0 1 6进行数据统计和图表绘制,采用S P S S 2 6软件进行差异显著性分析,差异显著比较采用邓肯氏新复极差法。2 结果与分析2.1 外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗生长形态的影响由表1可知,盐胁迫对生姜幼苗根系生长具有显著抑制作用,生姜幼苗的总根长、根系表面积和根尖 数 均 显 著 低 于C K,其 降 幅 分 别 为3 1.5 6%,1 6.4 4%和4 3.3 1%。S i N P 1 0 0处理的生姜幼苗总根长、根系表面积和根系体积较C K均没有显著变化,但根尖数显著增加了5 3.4 6%。S i N P 1 0 0预处理的生姜幼苗在受到盐胁迫后,其总根长、根系表面积和根尖数均 显著高于N a C l处理,增幅分别为4 2.5 3%,1 5.9 5%和7 1.1 7%;但根系体积仅较N a C l处理略增加,差异不显著。表1 外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗根系构型的影响T a b l e 1 E f f e c t s o f e x o g e n o u s S i N P s o n r o o t c o n f i g u r a t i o n o f g i n g e r s e e d l i n g s u n d e r s a l t s t r e s s处理T r e a t m e n t总根长/c mT o t a l r o o t l e n g t h根系表面积/c m2R o o t s u r f a c e a r e a根系体积/c m3R o o t v o l u m e 根尖数R o o t t i p n u m b e rC K1 1 2 6.4 07 6.3 3 8 a4 9 4 6.7 83 6 2.0 8 9 a3 3 9 5.2 93 4 1.6 4 0 a8 5 6.6 77 9.6 7 1 bS i N P 1 0 01 2 3 0.5 65 8.9 6 2 a4 8 5 7.3 91 0 3.6 5 8 a3 3 2 4.9 84 0 1.8 8 9 a1 3 1 4.6 71 2 4.5 8 8 aN a C l7 7 0.9 34 4.1 0 8 b4 1 3 3.6 77 8.3 5 0 b3 2 1 3.9 63 2 8.9 3 2 a4 8 5.6 75 4.6 7 0 cS i N P 1 0 0+N a C l1 0 9 8.7 83 3.6 0 0 a4 7 9 3.0 88 1.1 0 6 a3 3 9 1.1 23 1 9.0 3 8 a8 3 1.3 31 0 6.3 6 0 b 注:表中数据为“平均值标准差”,每处理3个重复;同列数据后标不同小写字母表示处理间差异显著(P0.0 5)。下表同。N o t e:V a l u e s i n t h e t a b l e a r e“a v e r a g e v a l u e ss t a n d a r d d e v i a t i o n”o f t h r e e r e p e a t s.D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e-r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s(P0.0 5).T h e s a m e b e l o w.如图1所示,盐胁迫处理1 5 d时,非胁迫条件下,S i N P 1 0 0处理的生姜幼苗生长正常,与C K没有明显差异;单独N a C l处理的生姜幼苗植株整体失绿发黄,叶片尖端出现焦枯、边缘明显变黄,根系生长量也明显减少;与单独N a C l处理相比,S i N P 1 0 0预处理可在一定程度上改善盐胁迫下生姜幼苗的生211西北农林科技大学学报(自然科学版)第5 1卷长,只有叶片尖端略微发黄,根系生长有一定恢复。A,E.C K处理的地上部和根系;B,F.S i N P 1 0 0处理的地上部和根系;C,G.N a C l处理的地上部和根系;D,H.S i N P 1 0 0+N a C l处理的地上部和根系A,E.S h o o t s a n d r o o t s o f C K;B,F.S h o o t s a n d r o o t s o f S i N P 1 0 0 t r e a t m e n t;C,G.S h o o t s a n d r o o t s o f N a C l t r e a t m e n t;D,H.S h o o t s a n d r o o t s o f N a C l+S i N P 1 0 0 t r e a t m e n t图1 外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗植株和根系表型的影响F i g.1 E f f e c t s o f e x o g e n o u s S i N P s o n p l a n t a n d r o o t p h e n o t y p e s o f g i n g e r s e e d l i n g s u n d e r s a l t s t r e s s2.2 外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗光合特性的影响2.2.1 幼 苗 叶 片 光 合 色 素 含 量 与C K相 比,S i N P 1 0 0处 理 生 姜 幼 苗 叶 片 的C h l a、C h l b和C h l(a+b)含量分别显著增加了4.6 9%,8.0 6%和5.6 3%,但C a r含量没有显著变化;N a C l处理显著降低了生姜幼苗叶片的C h l a、C h l b、C h l(a+b)和C a r含量,分别 较C K降 低 了1 5.3 1%,1 6.1 3%,1 5.5 4%和1 1.7 6%。在盐胁迫条件下,用S i N P 1 0 0预处 理 可 使 生 姜 幼 苗 叶 片 的C h l a、C h l b和C h l(a+b)含量较单独N a C l处理分 别显著增加6.6 4%,6.7 3%和6.4 0%,C a r含量也较N a C l处理有所增加,但无显著差异(表2)。表2 外源S i N P s对盐胁迫下生姜幼苗叶片光合色素含量的影响T a b l e 2 E f f e c t s o f e x o g e n o u s S i N P s o n p h o t o s y n t h e t i c p