1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
土壤的盐碱化一直威胁着人类赖以生存的有限的土地资源,是日益严重的环境和生态问题之一[1],中国是盐碱地大国,在盐碱地面积排前10名的国家中位居第三。中国盐碱地分布在西北、东北、华北及滨海地区在内的17个省区,盐碱荒地和影响耕地的盐碱地总面积超过5亿亩,其中具有农业发展潜力的占中国耕地总面积10%以上。土壤盐分是影响植物生长发育的一种主要环境因子,植物体内几乎所有的主要生理过程,如光合合成、蛋白质合成、能量和脂肪代谢等,都会受到盐胁迫的影响,从而导致植物减产甚至死亡[2]。我国的盐碱地主要由3种阳离子Na+,Ca2 ,Mg2 与4种阴离子CO32-,HCO3-,Cl-,SO42-组成,也有小面积的硝酸盐土壤[3]。土壤盐碱化严重制约了现代农业,畜牧业的发展,为选育具有耐盐特性的农作物品种,科学家们进行了大量的相关研究。
紫花苜蓿是世界上最重要的豆科牧草之一,素有牧草之王的美誉,但盐渍化土地严重制约着其种植范围。盐胁迫是重要的环境胁迫,能够显著影响植物的各项生理指标。培育选择耐盐性的紫花苜蓿品种,不仅可以增加优质蛋白质饲料,还可以改良盐碱地。因此,筛选耐盐性强的紫花苜蓿种质资源,对开发利用盐碱地,发展畜牧业具有重要的现实意义。赵芸晨等[9]研究老芒麦(Elymus sibiricus)、扁穗冰草(Agropyron cristatum)、碱茅(Puccinellia distans)和紫花苜蓿(Medicago sativa)4种优质牧草对河西走廊盐渍化土壤改土培肥的效应,得出四种牧草对盐渍化土壤都有较好的改良效果。张晓磊等[10]研究苗期紫花苜蓿在混合盐碱下的根系变化特征,表明低浓度混合盐碱对其根系的生长影响具有促进作用,而浓度越高对紫花苜蓿的根系生长的抑制作用越明显。王卫栋等[11]在对共生根瘤菌的紫花苜蓿抗旱生理的研究基础上,运用iTRAQ技术对干旱条件不同根瘤菌处理的紫花苜蓿抗旱能力进行差异蛋白分析。李智燕[12]等研究了南方酸性土壤对紫花苜蓿与根瘤菌共生抑制作用。李富宽等[13]研究发现盐渍化土地上种植苜蓿可增加土壤氮肥,得高产牧草。
近年来,国内外有关紫花苜蓿耐盐性的研究主要集中在耐盐品种的杂交选育[4]、耐盐性生理[5]、耐盐相关基因特性分析以及耐盐品种的基因工程选育。选育紫花苜蓿耐盐品种既能提高盐碱地的利用、扩大紫花苜蓿种植面积、提高牧草供应量、促进畜牧业的发展,又可以改良土壤、保护生态环境。另外,许多参与调节离子平衡、渗透调节、抗氧化酶、转录因子等方面的盐诱导相关基因已从紫花苜蓿中获得克隆,且这些基因与耐盐相关的功能特性也得到充分确认。另外,由于植物的耐盐性是一个受多基因控制的数量性状[8],而目前的研究报道仅涉及单基因的转化,这可能是限制基因工程耐盐育种发展的原因之一。再者,目前的研究报道均是在转基因品系( 种) 的生长早期发芽期和( 或) 幼苗期进行的耐盐性评析,而其耐盐性是否可以维持并稳定遗传尚有待证实,且某个发育阶段的耐盐性尚不能代表植物的耐盐性[5]
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标
通过研究不同盐浓度梯度对四种不同品种紫花苜蓿(巨能995、威斯顿、蓝月亮、吉利)的种子萌发、幼苗生长、生理特性、光合特性以及产量品质的影响,通过加权评分法,从而筛选出耐盐品种。
2.研究内容
3. 研究的方法与方案
1.研究方法及实验方案
1.1盐分胁迫对不同品种紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响
选取籽粒饱满、大小均匀的种子,先用5%的次氯酸钠溶液浸种消毒15min,用无菌蒸馏水冲洗干净后,用滤纸吸干多余水分。选用φ90mm的培养皿,放入双层的滤纸,每皿均匀摆放100粒种子,用不同浓度(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)的NaCl溶液浸润种子,每个处理各设4次重复,连同培养皿用电子天平秤重并记录,放入25C恒温,12h光照,12 h暗培养置于相对湿度为70%的人工气候箱内萌发。培养期间每天称重,加蒸馏水补充蒸发的水分,以维持溶液渗透势的恒定。将培养皿每日按一定的空间顺序上下交换位置。从种子置床次日起开始观察,以胚根突破种皮2 mm为发芽标准,逐日定时记载发芽种子数,10d后结束发芽试验。同时,随机选取10株幼苗用刻度尺(精度0.1cm)测量胚根长、胚芽长,用电子天平(精度0.lmg)测定芽鲜重。
4. 研究创新点
本试验设计具有充足的理论基础,同时学校提供了设备、场地等资源,对于本次试验的实施提供了基本物质条件。
5. 研究计划与进展
2016.07 - 2016.08 查阅相关文献及资料;
2016.09 - 2016.11播种,育苗管理;
2016.12 - 2017.01 生理及光和特性研究;
