GABA對不同鹽濃度下小麥萌發(fā)的影響

1、PAGE PAGE - 6 -GABA對不同鹽濃度下小麥萌發(fā)的影響摘要：不同濃度NaCl和GABA處理不同品系的小麥種子，然后記錄其萌發(fā)相關(guān)的生理數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，在輕度鹽脅迫下，一定濃度的GABA能提高不同品系小麥對鹽的抗性。關(guān)鍵詞：NaCl；-氨基丁酸；鹽脅迫；抗性EffectofGABAonGerminationofWheatinDifferentConcentrationofSaltHELi-long,SHANZhong-ying,GAONa-na,GUOShang-jing(LifescienceschoolLiaochenguniversity,Liaocheng,Shandong2

2、50029,China):DifferentstrainsofwheatseedweredealedwithNaClandGABAofdifferentconcentrationsandthenthephysiologicaldatarelatedwererecorded.Theresultsshowedthatundermildsaltstress,differentstrainsofwheatdealingwithacertainconcentrationofGABAcouldimproveresistancetosalt.Keywords:NaCl；GABA；saltstress；res

3、istance土壤鹽漬化是作物生產(chǎn)中常遇到的自然逆境。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界共有3.8億hm2不同程度的鹽漬化土壤，中國有鹽漬化和次生鹽漬化土地4000萬hm2以上1，嚴(yán)重影響糧食產(chǎn)量，成為限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素。隨著人口增長和可利用耕地面積日益減少，開發(fā)利用鹽堿荒地，使之發(fā)揮出生產(chǎn)上的巨大潛力是一個重要課題。人們在研究過程中，發(fā)現(xiàn)外源-氨基丁酸（-GABA）在一定程度上可以提高植物的耐鹽性。GABA是廣泛存在于從細(xì)菌到高等植物的一種四碳非蛋白質(zhì)氨基酸，由于它在動物的大腦中含量很高，并且在動物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著重要的作用，大部分研究主要都集中于動物身上。近幾年，由于GABA在植物中廣泛存在,它在植物

4、中的作用也逐漸被人們關(guān)注。早在1949年,人們就在高等植物土豆塊莖中鑒定出GABA的存在2，隨后的研究發(fā)現(xiàn),與其他的非蛋白質(zhì)氨基酸在高等植物中的分布方式不同,它廣泛地存在于各種植物中以及植物的各個部分中。雖然在植物中含量很低，但是在逆境脅迫下會有大量GABA積累。最近人們以擬南芥功能基因組為工具對GABA進(jìn)行了更深入的研究,發(fā)現(xiàn)GABA不僅可以作為一種信號分子,而且在植物脅迫狀態(tài)下起著重要的作用。有研究表明，玉米在鹽脅迫時大量積累GABA，一定濃度的GABA對鹽脅迫起拮抗作用3。植物在種子萌發(fā)期及幼苗期耐鹽性最差，其次是生殖期，而在其他發(fā)育階段對鹽脅迫相對不敏感4。小麥?zhǔn)俏覈闹匾r(nóng)作物，由于

5、工業(yè)污染和人為因素造成的鹽堿地嚴(yán)重影響了小麥產(chǎn)量，研究小麥品種耐鹽性對小麥育種和提高小麥產(chǎn)量有著重要作用。但是，GABA對小麥抗鹽性的研究還不多。本試驗(yàn)選取野生、耐鹽、不耐鹽3個品系的小麥種子為試材，研究在不同鹽濃度下，不同濃度的GABA對小麥種子生根發(fā)芽的影響。1材料和方法1.1材料野生型聊大09-1、耐鹽品系德抗961、對鹽敏感的品種濟(jì)南17等3個小麥品種。1.2材料處理將NaCl濃度分為4個梯度100，200，300，400mmolL-1，每個濃度的NaCl再設(shè)4個濃度梯度的GABA，分別為0，0.2，0.5，1mmolL-1，另外再設(shè)一個無處理的對照，共17個處理。每品系小麥選50粒飽

6、滿的種子放在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，加入配好的不同濃度梯度的培養(yǎng)液，共51個培養(yǎng)皿。將培養(yǎng)皿放入光照培養(yǎng)箱中，光照14h，黑暗10h，晝夜恒溫25，培養(yǎng)3d后測量根長、芽長、生根率、發(fā)芽率。每個處理重復(fù)3次。1.3數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計(jì)分析每種濃度梯度的小麥基數(shù)均為50個，根長和芽長的單位為cm。2結(jié)果與分析2.1鹽脅迫下不同小麥品種的萌發(fā)狀態(tài)2.1.1芽的萌發(fā)狀態(tài)用不同濃度的NaCl處理3種小麥，3d后測量它們的發(fā)芽數(shù)、芽均長。結(jié)果表明（表1），無論是發(fā)芽率還是芽均長都受到了鹽脅迫，而且隨著鹽濃度的增加，受到的脅迫越嚴(yán)重。其中，不耐鹽的小麥明顯比其他兩品種更敏感，NaCl濃度在200mmolL-1時基

7、本不能發(fā)芽。耐鹽型小麥比野生型小麥具有較強(qiáng)的耐鹽能力，受到NaCl脅迫后發(fā)芽率和芽長比野生型下降的幅度慢。2.1.2根的萌發(fā)狀態(tài)根在遭受鹽脅迫時表現(xiàn)出與芽相同的生理狀態(tài)（表2），但在同等鹽濃度下，根生長受到的影響相對較小。2.2鹽脅迫下加入GABA時不同小麥品種的萌發(fā)狀態(tài)通過觀察第3天的發(fā)芽率我們可以發(fā)現(xiàn)，在較輕的鹽濃度下（100mmolL-1），一定濃度的GABA（0.2mmolL-1）可以對3個品系的鹽脅迫都起到明顯的拮抗作用（圖1）。通過觀察芽均長，這種GABA的拮抗作用并不是很明顯，只是在野生型中較高的GABA的濃度有拮抗的趨勢（圖2）。通過觀察第3天的生根率，耐鹽和不耐鹽兩個品系在1

8、00200mmolL-1氯化鈉濃度中，GABA為0.2mmolL-1時，GABA對鹽害的拮抗最明顯；GABA對野生型鹽害的拮抗作用卻不是很明顯（圖3）。觀察第3天的根均長，野生型和不耐鹽兩個品系在100mmolL-1氯化鈉脅迫下，GABA濃度高于0.2mmolL-1時有較明顯的拮抗作用（圖4）；而耐鹽型品系在200mmolL-1氯化鈉脅迫時，GABA才有較明顯的拮抗作用，這可能是由于低濃度的鹽害（100mmolL-1）并未能對耐鹽型品系造成足夠的脅迫，所以GABA未能發(fā)揮其對植物脅迫的拮抗作用。綜上所述，雖然GABA對芽均長和根均長在一定鹽濃度下所引起的脅迫因品系不同而異，這可能是因?yàn)檠块L和根

9、長對外界刺激較敏感，在種子萌發(fā)前期已經(jīng)受較為復(fù)雜的因素環(huán)境調(diào)控所致。但是，GABA對發(fā)芽率和生根率鹽脅迫的拮抗作用較明顯，說明GABA可能在植物受脅迫狀態(tài)下起著重要的拮抗作用，這與前人的研究是相符合的。3結(jié)論種子耐鹽性及其機(jī)制是植物耐鹽性早期鑒定及耐鹽個體與品種早期選擇的基礎(chǔ)5。鹽分對植物不同部位的生長發(fā)育具有不同的抑制效應(yīng)，在鹽漬環(huán)境下，植物生長均受到抑制，且鹽度越高，受抑制程度越大。植物的根和地上部分對鹽脅迫的敏感度不同，一般認(rèn)為地上部分較根部敏感6-7，這可能是因?yàn)楦翟谒畡葺^低的環(huán)境下能快速進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，降低滲透勢，同時細(xì)胞壁伸展性增強(qiáng)，使其能在低水勢環(huán)境中生長。鹽脅迫對植物的影響主要

10、表現(xiàn)為降低種子發(fā)芽率和成苗率，降低生物量的積累8。丁順華等9研究發(fā)現(xiàn)，耐鹽小麥的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等高于鹽敏感小麥。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在鹽脅迫條件下，耐鹽小麥的發(fā)芽率、生根率、芽長、根長這些生理指數(shù)均高于野生型小麥，明顯高于不耐鹽型小麥。雖然GABA能提高各種抗性指標(biāo)，但還是不能肯定它是否直接作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來提高小麥幼苗的抗鹽性。有研究表明，鹽脅迫條件下,GABA可通過提高保護(hù)酶系統(tǒng)活性而緩解鹽脅迫對植物的傷害10。研究鹽脅迫下GABA的生理功能最好的方法是利用其專一的突變體，藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)存在許多不確定因素。GABA代謝途徑在真核和原核生物中都是一條保守的途徑,雖然隨著研究的深入GABA

11、在植物的生長發(fā)育、代謝、抗逆性作用方面取得了一定的成果,但是它在植物中的具體功能還比較模糊。揭示GABA在植物中的神秘面紗,還需要大量的研究工作。參考文獻(xiàn)：1馬德源，李發(fā)良,朱劍鋒，等.6個蕎麥品種耐鹽性的比較J.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（3）：157-158.2StewardFC,ThompsonJF,DentCE.BiochemicalmechanismonGABAaccumulationduringfruitdevelopmentintomatoJ.Science,1949，110:439-440.3周翔，吳曉嵐，李云，等.鹽脅迫下玉米幼苗ABA和GABA的積累及其相互關(guān)系J.應(yīng)用與環(huán)境生

12、物學(xué)報(bào)，2022（4）：412-415.4朱志華.不同生育時期鹽脅迫對小麥產(chǎn)量的影響J.中國種業(yè)，1999（3）：31-33.5LEVITTJ.ResponseofplantstoenvironmentalstressM.NewYork:AcademicPress,1980.6WangBS，ZouQ,ZhaoKF.ResponseofdifferentorgangrowthofSorghumtoNaClstressandthethresholdsalinityJ.ActaBotBoreal-OccidentSin，1997，17:279-285.7KinraideT.InteractionsamongCa2+,Na+andK+insalinitytoxicity:quantitativeresolutionofmultipletoxicandameliorativeeffectsJ.ExpBot,1