不同鉀效率基因型西瓜幼苗響應(yīng)缺鉀的生理機(jī)制研究.pdf

1、鉀是植物生長所必需的大量元素之一。我國鉀礦資源日益短缺，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對鉀肥的需求量日益增大，這一矛盾已經(jīng)成為限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素之一。西瓜是重要的園藝作物，其整個(gè)生長發(fā)育的過程中對鉀的需求量很大。本研究以課題組前期篩選出的兩個(gè)鉀效率不同的西瓜品種(野生西瓜勇士和栽培西瓜早佳8424)為實(shí)驗(yàn)材料，通過短期(6h)和長期(120h)缺鉀處理，旨在比較不同鉀效率基因型西瓜幼苗響應(yīng)缺鉀的生理機(jī)制。本研究以正常鉀處理(3mM)作為對照

2、。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.研究缺鉀對不同基因型西瓜幼苗生長和生理特性的影響。結(jié)果表明，長期缺鉀使早佳8424地上部干重、根系干重、根系形態(tài)參數(shù)、根系活力、葉面積以及葉綠素含量等跟對照相比差異顯著。缺鉀顯著抑制了早佳8424西瓜幼苗的生長，而勇士受缺鉀的影響并不明顯。
　　2.研究缺鉀對植株礦質(zhì)營養(yǎng)（K+、Ca+、Mg2+濃度）以及編碼西瓜鉀離子通道基因Cla012281和高親和性鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體基因Cla02760表達(dá)量的

3、影響，并對兩種材料根系鉀吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明勇士具有更好的利用Ca2+和Mg2+來代替K+的能力，同時(shí)勇士具有更高的基因Cla012281和Cla02760表達(dá)量以及對根際K+的親和能力，具有較高的鉀吸收。
　　3.研究缺鉀對不同基因型西瓜幼苗激素(IAA、GA3、ZR、ABA、ETH)含量的影響。結(jié)果表明長期缺鉀后，早佳8424植株與促進(jìn)植物生長相關(guān)的激素(IAA、GA3)含量顯著下降，與加速衰老相關(guān)的激素(ABA

4、、ETH)含量顯著升高。勇士根系中ZR含量顯著升高。缺鉀同時(shí)還引起了IAA/ABA、GA3/ABA、ZR/ABA的比值下降，但早佳8424地上部和地下部激素下降的幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于勇士。
　　4.研究缺鉀下，不同基因型西瓜幼苗H2O2產(chǎn)生以及清除系統(tǒng)的變化。結(jié)果表明，長期缺鉀使早佳8424植株中H2O2和MDA的含量顯著升高，在抗氧化物質(zhì)(AsA、GSH)的含量上，勇士大幅增加，而早佳8424增加幅度很小。在抗氧化酶活性上，勇士跟對照

5、相比，除APX、GR有明顯升高之外，其余變化不大，早佳8424整體增加幅度很小。
　　以上試驗(yàn)結(jié)果表明，缺鉀明顯抑制了早佳8424的生長，早佳8424對缺鉀比較敏感。勇士受缺鉀影響較小，同時(shí)具有較大的根系體積，更好的離子替代能力，以及對根際K+的親和力，這些是勇士具有更好的鉀吸收和利用效率的表現(xiàn)，這些都將有利于勇士對低鉀環(huán)境更好的適應(yīng)。在缺鉀下，勇士體內(nèi)激素的平衡穩(wěn)態(tài)受破壞程度很小，這對于維持植株正常的生理代謝十分有利。另外，勇士