磷对盐碱胁迫下棉花离子平衡及相关调控基因的影响

摘要：

[目的]盐胁迫是影响棉花生长的主要非生物胁迫之一,合理施肥促进盐胁迫下作物对养分离子的吸收,是提高作物耐盐性的重要途径.研究施磷随盐胁迫下棉花离子组的响应特征及Na+转运相关基因表达的变化,探讨磷对棉花耐盐性机制.[方法]采用盆栽试验,设置盐胁迫(NaCl)和碱胁迫(NaHCO3+Na2CO3)2个逆境处理,每个逆境下设3个磷喷施浓度:0(P0)、0.5％(P0.5)、0.75％(P0.75),喷施时间为三叶期.待棉花出苗后60天,取样测定棉花生物量、根长、根表面积,测定叶片质膜相对透性、丙二醛含量,分析根、茎、叶离子含量,测定叶片中Na+转运调控相关基因GhSOS1、Na+区隔基因GhNHX1、K+运转基因GhAKT1和液泡膜质子转运焦磷酸酶基因GhVP1的相对表达量.[结果]盐胁迫下,P0.5和P0.75处理棉花的相对生物量较P0处理分别增加了23.8％和34.7％,碱胁迫下分别增加了17.3％和21.1％.盐胁迫下,P0.75处理棉花根长和根表面积较P0处理分别提高74.6％和49.4％,但碱胁迫下喷施磷对棉花根长无显著影响.喷施磷能显著降低叶片质膜相对透性和丙二醛含量,且缓解盐胁迫的效果好于碱胁迫.盐和碱胁迫下,喷施磷均能显著降低棉花叶片中Na含量,增加P、Cu、Zn、Si含量,但盐胁迫下Na含量降低幅度及Cu、Si含量增加幅度大于碱胁迫.盐胁迫下喷施磷仅施根系中Na含量显著降低,Ca、Zn、P、Fe含量显著增加,其他离子含量变化不显著;碱胁迫下喷施磷使根系中Mn、S、Na、N含量显著降低,K、P、Fe含量显著增加,其他离子含量均变化不显著.且在盐和碱胁迫下,棉花各器官中的K/Na随磷素水平的提高均显著提高.盐和碱胁迫下,喷施磷显著提高了GhSOS1、GhNHX1、GhAKT1、GhVP1基因的相对表达量,这可能对棉花叶片中Na+的外排和区隔化,以及液泡膜H+转运焦磷酸酶的合成产生促进作用,并且在碱胁迫下,可能会大幅度促进K+转运,其效果明显大于盐胁迫.[结论]叶片喷施磷可以促进盐胁迫下棉花生长,上调Na+转运调控相关基因表达,降低叶片Na含量,促进养分离子的吸收和转运,维持离子稳态,进而提高棉花耐盐性,但对碱胁迫的缓解作用较小.

关键词：盐碱胁迫、磷、棉花、离子稳态、Na+转运相关基因

所属期刊栏目：28

分类号：S815.4;Q945.78;S562.01

资助基金：国家自然科学基金21660594

在线出版日期：2022-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：643-653