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芸芥对4种不同钠盐胁迫耐受性的比较

范惠玲, 白生文, 姚正良, 王娟, 任晓燕, 陈天元, 杨亚莉

范惠玲,白生文,姚正良,等. 芸芥对4种不同钠盐胁迫耐受性的比较 [J]. 福建农业学报,2022,37(2):213−223. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.002.011
引用本文: 范惠玲,白生文,姚正良,等. 芸芥对4种不同钠盐胁迫耐受性的比较 [J]. 福建农业学报,2022,37(2):213−223. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.002.011
FAN H L, BAI S W, YAO Z L, et al. Tolerance of Eruca sativa to Stress by Four Types of Salt [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2022,37(2):213−223. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.002.011
Citation: FAN H L, BAI S W, YAO Z L, et al. Tolerance of Eruca sativa to Stress by Four Types of Salt [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2022,37(2):213−223. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.002.011

芸芥对4种不同钠盐胁迫耐受性的比较

基金项目: 甘肃省自然科学基金项目(20JR10RG308);甘肃省大学生创新创业训练计划项目(S202010740024);河西学院教学研究项目(HXXYJY-2020-54)
详细信息
    作者简介:

    范惠玲(1980−),女,博士研究生,副教授,研究方向:油菜及其近缘植物遗传育种(E-mail:332650086@qq.com

  • 中图分类号: S 332.6

Tolerance of Eruca sativa to Stress by Four Types of Salt

  • 摘要:
      目的  测定芸芥品系在单盐处理下萌发指标的变化,分析芸芥的耐盐极限值和临界值,明确芸芥对4种单盐胁迫耐受性的差异。
      方法  以15芸芥4、11芸芥32-1和16芸芥9等3个品系为材料,分别采用浓度为30~300 mmol·L−1 NaCl、15~60 mmol·L−1 NaHCO3、30~150 mmol·L−1 Na2SO4和5~30 mmol·L−1 Na2CO3共4种单盐溶液对芸芥种子进行胁迫处理,测定发芽率、发芽指数和胚根长等6个指标,计算耐盐临界值和极限值,采用多指标综合评价芸芥在萌发期对不同钠盐胁迫的耐受程度。
      结果  结果表明:(1)4种单盐胁迫下,胚根长的耐盐临界值和耐盐极限值均最小,可作为鉴定芸芥萌发期耐盐性的主要指标;(2)碱性盐Na+≥30 mmol·L−1和中性盐Na+≥180 mmol·L−1时,芸芥种子萌发及幼苗生长受到明显抑制;(3)在NaCl和Na2SO4胁迫下,15芸芥4耐盐性最强,11芸芥32-1居中,16芸芥9最弱;在Na2CO3胁迫下,15芸芥4耐盐性最强,16芸芥9居中,11芸芥32-1最弱;在NaHCO3胁迫下,16芸芥9耐盐性最强,15芸芥4居中,11芸芥32-1最弱;(4)15芸芥4对NaCl、Na2SO4和Na2CO3胁迫的耐性临界值和极限值均最高,其耐性临界值分别为158、88和16.3 mmol·L−1,耐性极限值分别为264、130、23 mmol·L−1;15芸芥4耐中性盐适应性较广;16芸芥9对NaHCO3胁迫的耐性临界值和极限值均最高,分别为42、64 mmol·L−1,该品系耐NaHCO3的适应性较广。
      结论  Na2SO4对芸芥种子萌发的抑制效应强于NaCl,Na2CO3对芸芥种子萌发的抑制效应强于NaHCO3;芸芥耐NaCl和Na2SO4胁迫次序一致,均表现为15芸芥4>11芸芥32-1>16芸芥9,耐NaHCO3胁迫依次为16芸芥9>15芸芥4>11芸芥32-1,耐Na2CO3胁迫依次为15芸芥4>16芸芥9>11芸芥32-1。
    Abstract:
      Objectives  Eruca sativa seed germination and seedling tolerance to 4 types of salts were studied in a simulated experimentation for breeding and cultivar selection.
      Methods  Three lines of E. sativa cultivars, 15 Yunjie 4, 11 Yunjie 32-1, and 16 Yunjie 9, under the stress by 4 types of salt in varied concentrations, including 30-300 mmol·L−1 NaCl, 30-150 mmol·L−1 Na2SO4, 15-60 mmol·L−1 NaHCO3, and 5-30 mmol·L−1 Na2CO3, were used in the experimentation. In the prepared media, the rate, potential, and index of seed germination as well as the weight, radicle length, and hypocotyl length of new shoots were determined. The critical salt concentration beyond which irrevocable damage occurred to the plant and the tolerance threshold to stress imposed by a specific salt at which a plant could still revert to normal conditions were obtained for a multiple indicator evaluation on the E. sativa lines.
      Results  (1) The least critical concentration and the tolerance threshold to the exposure of individual salt by E. sativa were found when these indicators were gauged by the radical seedling length. Therefore, the measurement was selected for the evaluation. (2) At either the alkaline Na+ was greater or equal to 30 mmol·L−1 or the neutral Na+ greater or equal to 180 mmol·L−1, the seed germination and seedling growth were significantly inhibited. (3) Under NaCl or Na2SO4 stress, 15 Yunjie 4 displayed the strongest tolerance, followed by 11 Yunjie 32-1 and 16 Yunjie 9. On Na2CO3, 15 Yunjie 4 was most tolerant, which was followed by 16 Yunjie 9 and 11 Yunjie 32-1. NaHCO3 was best tolerated by 16 Yunjie 9 and followed by 15 Yunjie 4 and 11 Yunjie 32-1. And (4) among the 3 cultivars, 15 Yunjie 4 had the highest critical salt concentrations as well as tolerance thresholds in dealing with the various salts. It showed a threshold at 158 mmol·L−1 on NaCl, 88 mmol·L−1 on Na2SO4, and 16.3 mmol·L−1 on Na2CO3, and a critical concentration on NaCl at 264 mmol·L−1, on Na2SO4 at 30 mmol·L−1, and on Na2CO3 at 23 mmol·L−1. However, 16 Yunjie 9 exhibited a high tolerance to NaHCO3 with the greatest threshold at 42 mmol·L−1 and a critical concentration at 64 mmol·L−1.
      Conclusion  The effect of stress exerted by NaCl on E. sativa seed germination was less sever than that by Na2SO4, and that by NaHCO3 lower than Na2CO3. The NaCl and Na2SO4 tolerance of the cultivars were consistently ranked as 15 Yunjie 4>11 Yunjie 32-1>16 Yunjie 9; the NaHCO3 tolerance as 16 Yunjie 9>15 Yunjie 4>11 Yunjie 32-1; and the Na2CO3 tolerance as 15 Yunjie 4>16 Yunjie 9>11 Yunjie 32-1. The information would provide a guideline for future studies on the cultivation and management of E. sativa farming on saline-alkali land.
  • 【研究意义】开花时间是作物重要的农艺性状之一[1],对植物开花时间的调控是植物繁殖的核心问题[2]。在特定的时间开花是植物由营养生长转变为生殖生长的关键步骤,是植物生殖产生后代的重要节点[3]。玉米(Zea mays L.)起源于拉丁美洲,是世界主要粮食作物之一,在农业生产中有极其重要的地位[4]。玉米是短日照作物[5],一些热带、亚热带玉米品种(系)在非短日照条件下种植时常常出现花期不遇甚至无法进入生殖生长等现象,严重限制了玉米育种的进展[6-11]。因此了解玉米的开花调控机理对于玉米的研究和改良具有十分重要的意义。植物由营养生长到生殖生长的转变,与开花基因的表达息息相关[12]。要清晰玉米开花的分子机理,首先要研究开花调控基因的作用机制。本研究以与开花相关的ZmCOL3基因为分析对象,用生物信息学的方法分析其所编码蛋白的结构,预测该基因在玉米开花及其可能参与的调控网络,对ZmCOL3基因的潜在功能及其在玉米开花调控中作用机制的进一步研究具有重要意义。【前人研究进展】在众多已报道的开花调控基因中,有一类基因具有多效性,不仅能直接调控植物早花或晚花,还具有调控产量及抗逆等生物学功能[13]。由于这类基因都含有CCT结构域,故被称为CCT 结构域基因[14]。目前已有诸多研究证实CCT基因家族影响植物开花,拟南芥中的开花关键基因COTOC1等均属于CCT基因家族。CCT基因家族的成员较多,目前已知玉米中含有80多个CCT基因家族成员[13],功能也都不尽相同。根据所含结构域的不同CCT家族可以分为CMF、COL、PRR和TIFY四个亚家族[4],其中COL亚家族成员的结构特征为含有1个CCT结构域和1-2个B-box锌指结构域[15,16]。COL蛋白是一类植物特异的转录因子,通常情况下,植物感受光周期诱导的昼夜节律变化与开花调控都需要COL蛋白的参与[17,18]。不同COL基因的CCT结构域序列较为保守,B-box结构域的差异比较明显,CCT结构域约由43个保守的氨基酸组成,一般位于蛋白质的C端,是DNA结合域,具有核定位、核蛋白运输及调节基因转录的功能[19,20],B-box结构域在N端,是蛋白互作的区域,在COL蛋白与卷曲螺旋蛋白相互作用过程中发挥重要作用[21,22]COL3是COL亚家族的一个重要成员,在拟南芥中AtCOL3是光形态发生的正向调节因子,在COP1酶的下游发挥作用[23]。水稻中的OsCO3基因含有1个B-box及1个CCT结构域,参与了水稻的光周期开花途径,是短日照条件下的开花抑制因子[24]。玉米中发现的ZmCOL3基因是水稻组成型开花抑制因子OsCOL4的同源基因,可以通过调控ZmCCT基因表达参与玉米光周期途径,进而调控玉米的开花期[15,25]。【本研究切入点】ZmCOL3基因的克隆虽然已经完成,但其作为转录因子应行使的多重功能还未被确定,在生物信息学方面仍有很多值得挖掘的地方,可为该基因的蛋白功能研究提供思路。【拟解决的关键问题】本研究用生物信息学方法对玉米ZmCOL3基因编码的蛋白质序列进行了深入分析,获得了其编码蛋白的理化性质、保守结构域、二级结构、信号肽、跨膜结构以及亚细胞定位的预测结果,通过同源建模的方法预测ZmCOL3基因编码蛋白的三级结构,对ZmCOL3基因的启动子区域所包含的顺式作用元件进行了分析,利用检索得到的表达数据进行该基因的组织表达分析。本研究预测ZmCOL3基因可能具备的功能,为该基因在玉米开花调控及其他潜在功能的研究奠定基础。

    在NCBI网站通过登录号NP_001147679查询并下载ZmCOL3基因的序列信息。使用ProtParam(http://web.expasy.org/protparam/)进行该基因编码蛋白序列的理化性质分析;使用NCBI的保守结构域数据库(CDD-search)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/bwrpsb/bwrpsb.cgi)对ZmCOL3的蛋白序列进行保守结构域的查找;在NPS@:HNNsecondarystructureprediction(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=/NPSA/npsa_hnn.html)网站预测该基因编码蛋白质的二级结构;通过SSWISS MODEL(http://swissmodel.expasy.org/)中的同源建模预测ZmCOL3基因编码蛋白的三级结构;使用TMHMM(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/)进行跨膜结构域预测;在SignalP(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/)进行信号肽分析;利用Plant-mPLocserver(http://www.csbio.sjtu.edu.cn/cgi-bin/PlantmPLoc.cgi)进行亚细胞定位预测;使用PlantCARE(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)网站进行启动子的顺式作用元件分析;通过MaizeGDB数据库(https://www.maizegdb.org/)检索获得ZmCOL3基因在玉米的种子、初生根、节间、叶、雌穗、和雄穗中的表达数据,用Excel绘制基因在不同组织中的表达图。

    使用在线软件对ZmCOL3基因所编码蛋白序列进行分析,结果表明该基因所编码蛋白的分子式为C1530H2376N452O482S18,相对分子质量为35.39 kD,理论等电点为5.04,属于酸性蛋白;该基因共编码335个氨基酸,氨基酸组分如图1所示,含量最高的为A(丙氨酸),共68个,占总体的20.29%,在该蛋白中带负电荷的氨基酸(Asp+Glu)数量为51,带正电荷的氨基酸(Arg+Lys)数量为34,脂肪族氨基酸指数为69.04;平均亲水性系数为−0.241,属于亲水性蛋白,不稳定系数为53.72,该蛋白是不稳定蛋白。

    图  1  玉米ZmCOL3基因的蛋白组分
    注:A:丙氨酸;E:谷氨酸;R:精氨酸;P:脯氨酸;G:甘氨酸;S:丝氨酸;D:天冬氨酸;L:亮氨酸;V:缬氨酸;C:半胱氨酸;F:苯丙氨酸;H:组氨酸;K:赖氨酸;Y:酪氨酸;I:异亮氨酸;T:苏氨酸;M:蛋氨酸;N:天冬酰胺;Q:谷氨酰胺;W:色氨酸;O:吡咯赖氨酸;U:硒半胱氨酸;B、X、Z:酸水解后不确定的氨基酸
    Figure  1.  Composition of maize ZmCOL3
    Note: A: Alanine; E: Glutamic acid; R: Arginine; P: Proline; G: Glycine; S: Serine; D: Aspartic acid; L: Leucine; V: Valine; C: Cysteine; F: Phenylalanine; H: Histidine; K: Lysine; Y: Tyrosine; I: Isoleucine; T: Threonine; M: Methionine; N: Asparagine; Q: Glutamine; W: Tryptophan; O: Pyrrolysine; U: Selenocysteine; B, X, and Z: Uncertain amino acids after acid hydrolysis.

    使用NCBI的保守结构域数据库(CDD-search)对ZmCOL3的氨基酸序列进行保守结构域的查找。如图2中的结果显示,ZmCOL3基因所编码蛋白含有1个CCT结构域和1个B-box锌指结构域,证明了其作为CCT基因家族中的COL亚族所含有的蛋白结构特征。

    图  2  ZmCOL3蛋白保守结构域的预测
    Figure  2.  Predicted conserved domain of ZmCOL3 protein

    图3所示ZmCOL3蛋白质的二级结构主要由α螺旋和无规则卷曲组成,含有少量的延伸链和β转角。其中占比最大的为无规则卷曲,有184个氨基酸,占54.93%;其次是α螺旋(108个氨基酸),占32.24%;占比最少的是β转角,仅有9个氨基酸,只在靠近N端和C端的位置有所分布,主要集中在60~70和235~240这2个区间内。

    图  3  ZmCOL3蛋白二级结构的预测
    Figure  3.  Predicted secondary structure of ZmCOL3 protein

    使用SWISS-MODEL同源建模的方法进行三级结构预测,结果如图4所示。QMEAN值为−0.33,相似度为64.15%,表明该模型与2020年报道的DNA结合CCT/NF-YB/YC复合物的晶体结构模型[26]相似性较高,并且与前文二级结构预测结果相符,以α螺旋和无规则卷曲为主体形成三级结构。

    图  4  ZmCOL3蛋白的三级结构的预测
    Figure  4.  Predicted tertiary structure ofZmCOL3 protein

    ZmCOL3基因编码蛋白跨膜结构预测结果如图5所示,该基因编码蛋白没有形成跨膜螺旋,即该蛋白不含有跨膜结构域,且主要分布于细胞膜外,表明该蛋白为非跨膜蛋白。如图6所示,玉米COL3基因编码蛋白前70个氨基酸中不存在典型的信号肽趋势,CS缺陷概率为0,SP(Sec/SPI)概率仅为0.004,相比之下,Other的概率为0.996,表明该基因所编码蛋白不含有信号肽。

    图  5  ZmCOL3蛋白的跨膜结构域的预测
    Figure  5.  Predicted transmembrane domain of ZmCOL3 protein
    图  6  ZmCOL3蛋白信号肽的预测
    Figure  6.  Predicted signal peptide of ZmCOL3 protein

    将获取的玉米ZmCOL3基因编码序列提交到Plant-mPLoc网站进行亚细胞定位预测,结果如图7所示,预测定位在细胞核内。而跨膜结构域预测该蛋白为膜外,推测该基因可能在合成后受到某些因子的作用,在细胞核内发挥作用。

    图  7  ZmCOL3蛋白的亚细胞定位
    Figure  7.  Subcellular localization of ZmCOL3 protein

    从maize sequence网站获取ZmCOL3基因ATG上游2300 bp序列,提交到PlantCARE网站进行顺式作用元件分析,结果如表1所示。该基因启动子除了含有基本的顺式作用元件,如TATA-box、CAAT-box等,还含有脱落酸(ABA)响应元件、光响应元件、茉莉酸甲酯(MeJA)响应元件等,表明该基因可能在多重反应调控网络中发挥作用,受到光照和多种激素调控。

    表  1  ZmCOL3启动子顺式作用元件分析
    Table  1.  Analysis on cis acting elements of ZmCOL3 promoter
    元件名称
    Element name
    位置         
    Site         
    功能
    Function
    AAGAA-motif −222 胁迫响应 stress response element
    A-box −718,−768,−789,+1230,+1251,−1773 顺式作用调控元件 cis-acting regulatory element
    ABRE +1223,+1702,−2059,+2060,+2158 脱落酸响应顺式作用元件
    cis-acting element involved in the abscisic acid responsiveness
    ACE +54 光响应顺式作用元件
    cis-acting element involved in light responsiveness
    ARE +686,+959 厌氧诱导必需的顺式作用元件
    cis-acting regulatory element essential for the anaerobic induction
    CAAT-box −6,−142,+283,+600,−946,+1018,−1031等 启动子和增强子区的共同顺式作用元件
    common cis-acting element in promoter and enhancer regions
    CAT-box −350 与分生组织表达相关的顺式作用元件
    cis-acting regulatory element related to meristem expression
    CGTCA-motif +860,+1215 茉莉酸甲酯响应的顺式作用元件
    cis-acting regulatory element involved in the MeJA-responsiveness
    DRE core −894 ABRE的耦合功能元件 funtions as a coupling element of ABRE
    ERE −1299 乙烯响应元件 ethylene-responsive element
    GATA-motif +1023 光响应元件的一部分 part of a light responsive element
    G-box −22,−316,−1701,−1222,−2059 光响应顺式作用元件
    cis-acting regulatory element involved in light responsiveness
    GC-motif −592 与缺氧特异性诱导相关的增强子类元件
    enhancer-like element involved in anoxic specific inducibility
    I-box +971 光响应元件的一部分 part of a light responsive element
    JERE +900 JA和诱导子响应 JA and elicitor responsive
    LTR −764 低温响应的顺式作用元件
    cis-acting element involved in low-temperature responsiveness
    MYC −1279 茉莉酸甲酯响应的顺式作用元件
    cis-acting regulatory element involved in the MeJA-responsive
    O2-site +546,−1824 玉米醇溶蛋白调控的顺式作用元件
    cis-acting regulatory element involved in zein metabolism
    P-box −293 赤霉素响应元件 gibberellin-responsive element
    Sp1 +167,−583,−903,−2157 光响应元件 light responsive element
    STRE −235,−329,+865,−1080,+1242,−2053,−2076 热休克、渗透胁迫、低pH值、营养缺乏引起的活化
    activation by heat shock, osmotic stress, low pH, nutrient starvation
    TATA-box −107,+110,−178,−181,+182,+802,+917等 转录起始点−30左右的核心启动子元件
    core promoter element around −30 of transcription start
    TCA-element +195,−259 水杨酸响应的顺式作用元件
    cis-acting element involved in salicylic acid responsiveness
    TC-rich repeats −1912 防御和应激响应的顺式作用元件
    cis-acting element involved in defense and stress responsiveness
    TCT-motif +475 光响应元件的一部分 part of a light responsive element
    TGACG-motif −860,−1215 茉莉酸甲酯响应的顺式作用元件
    cis-acting regulatory element involved in the MeJA-responsiveness
    TGA-element −446 生长素响应元件 auxin-responsive element
    W box −772 植物特异性转录调节因子WRKY的结合位点
    binding sites for the WRKY plant-specific transcriptional regulators
    WUN-motif +982 创伤响应元件 wound-responsive element
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    下载获得了ZmCOL3基因在玉米的种子、初生根、节间、叶、雌穗和雄穗6个组织部位中的表达数据。分析结果如图8所示,ZmCOL3基因在玉米的叶片中表达量最高,雄穗中的表达量次之,在种子中该基因表达量最低,总体上看ZmCOL3基因在叶片中的表达量显著高于其他组织,其余5个不同组织中的表达量差异较小。

    图  8  ZmCOL3基因在玉米不同组织部位的表达情况
    注:不同小写字母表示差异显著性(P<0.05)。
    Figure  8.  Expressions of ZmCOL3 in maize tissues
    Note: Different lowercase letters indicate significant difference at P<0.05.

    玉米起源于美洲大陆,在人类的长期驯化和自然选择下,现今广泛种植于世界各地,并集粮、饲、经三种用途于一体,具有很大的开发潜力[27]。但由于玉米的光周期敏感性导致热带、亚热带的玉米种质资源在长日照地区无法正常完成生命周期,限制了现代玉米育种的创新和进步。要改变这一现状,首先要清晰玉米的开花调控机制。有研究表明在玉米开花过程中,ZmCOL3的作用主要是通过反式激活调控玉米开花的关键基因之一ZmCCT的转录,或者通过干扰生物钟来抑制玉米开花[4],该基因是玉米开花调控网络中不可忽视的一环。本研究利用生物信息学方法对ZmCOL3基因所编码蛋白质的结构和功能进行预测和分析,能进一步挖掘和确认该基因的功能和特点,也为ZmCOL3基因功能的深入研究提供思路。

    ZmCOL3基因所编码的蛋白质序列进行分析发现ZmCOL3基因共编码335个氨基酸,理化性质分析结果显示ZmCOL3蛋白相对分子质量为35.39 kD,理论等电点为5.04,属于酸性蛋白,具有亲水性和不稳定性,没有信号肽和跨膜结构域。ZmCOL3蛋白包含2个保守结构域,分别是CCT结构域和B-box锌指结构域,证明ZmCOL3是CCT家族的成员,具备COL亚族的基本特征。CCT家族基因能影响植物开花,部分基因参与到生物钟的调控,ZmCOL3作为该家族成员之一,很可能具备玉米开花调控的相关功能,这与金敏亮[15]发现ZmCOL3是玉米开花抑制子的研究结果相吻合。亚细胞定位预测该蛋白在细胞核中,这可能是由于ZmCOL3蛋白所含有的CCT结构域具有核定位的功能[28]。该蛋白的二级结构主要由无规则卷曲组成,其次是α螺旋,还含有少量的延伸链和β转角。通过同源建模对其蛋白三级结构进行预测,QMEAN值为−0.33,同源性高达64.15%。对该基因的启动子顺式作用元件分析发现其含有光响应元件,这一特点与COL家族基因作为光周期途径主要调节因子的功能相符,同时含有脱落酸(ABA)响应元件、茉莉酸甲酯(MeJA)响应元件等多种激素响应元件,表明该基因可能受到多种激素调控,暗示其可在多重反应调控网络中发挥作用。ZmCOL3基因在玉米的不同组织中有明显的差异表达,在玉米的叶片中表达量最高,在种子中该基因表达量最低,该结果与果天宇等[25]ZmCOL3启动子的组织特异性分析结果存在差异,推测为物种间启动子片段的置换所造成。

    本文通过生物信息学方法对玉米ZmCOL3基因编码蛋白的性质、亚细胞定位、启动子顺式作用元件及在不同组织间的表达等方面进行分析,可以为后续研究该基因的功能及参与的调控通路提供参考。

  • 图  1   NaCl溶液胁迫对3个芸芥品系种子萌发性状的影响

    注:A.发芽势;B.发芽指数;C.发芽率;D. 幼苗鲜重;E.胚根长;F.胚轴长; 小写字母表示同一种盐不同浓度处理间5%水平差异显著(P<0.05),图2~4同。

    Figure  1.   Effects of NaCl on germination of 3 E. sativa lines

    Notes:A: germination potential; B: germination index; C: germination rate; D: fresh weight; E: radical length; F: hypocotyl length. Data with different lowercase letters indicated significant difference (P<0.05). Same for Fig.2–4.

    图  2   Na2SO4溶液胁迫对3个芸芥品系种子萌发性状的影响

    Figure  2.   Effects of Na2SO4 on germination of 3 E. sativa lines

    图  3   NaHCO3溶液胁迫对3个芸芥品系种子萌发性状的影响

    Figure  3.   Effects of NaHCO3 on germination of 3 E. sativa lines

    图  4   Na2CO3溶液胁迫对3个芸芥品系种子萌发性状的影响

    Figure  4.   Effects of Na2CO3 on germination of 3 E. sativa lines

    表  1   NaCl胁迫下3个芸芥品系种子萌发期耐盐临界值和极限值

    Table  1   Tolerance thresholds and limits of 3 E. sativa lines on NaCl

    品系
    Lines
    耐盐临界值Salt tolerance threshold/(mmol·L−1 耐盐极限值Salt tolerance limit/(mmol·L−1 品系排序
    Line sequence
    ABCDEF平均值
    Mean
    ABCDEF平均值
    Mean
    15芸芥4 15yunjie4 244 173 141 212 174 168 185 336 239 209 306 247 245 264 1
    11芸芥32-1 11 yunjie32-1 199 143 132 223 170 101 161 271 200 198 327 240 181 236 2
    16芸芥9 16yunjie9 178 127 122 133 141 68 128 243 185 188 191 218 160 198 3
    平均值 Mean 207 148 132 189 162 112 158 283 208 198 275 235 195 233
    指标排序 Index sequence 1 4 5 2 3 6 1 4 5 2 3 6
    注:A.发芽势;B.发芽指数;C.发芽率;D. 幼苗鲜重;E.胚根长;F.胚轴长. 表2~4同.
    Notes: A: germxsination potential; B: germination index; C: germination rate; D: fresh weight; E: radical length; F: hypocotyl length. Same for Table 2–4.
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    表  2   Na2SO4胁迫下3个芸芥品系种子萌发期耐盐临界值和极限值

    Table  2   Tolerance thresholds and limits of 3 E. sativa lines on Na2SO4

    品系
    Lines
    耐盐临界值Salt tolerance threshold/(mmol·L−1 耐盐极限值Salt tolerance limit/(mmol·L−1 品系排序
    Line sequence
    ABCDEF平均值
    Mean
    ABCDEF平均值
    Mean
    15芸芥4 15yunjie4 120 84 81 84 99 59 88 178 121 120 121 135 105 130 1
    11芸芥32-1 11 yunjie32-1 104 82 72 88 84 74 84 168 118 112 125 125 112 127 2
    16芸芥9 16yunjie9 97 65 60 81 74 61 73 161 91 87 114 102 90 108 3
    平均值 Mean 107 77 71 84 86 65 82 169 110 106 120 120 102 121
    指标排序 Index sequence 1 4 5 3 2 6 1 3 4 2 2 5
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    表  3   NaHCO3胁迫下3个芸芥品系种子萌发期耐盐临界值和极限值

    Table  3   Tolerance thresholds and limits of 3 E. sativa lines on NaHCO3

    品系
    Lines
    耐盐临界值Salt tolerance threshold/(mmol·L−1 耐盐极限值Salt tolerance limit/(mmol·L−1 品系排序
    Line sequence
    ABCDEF平均值
    Mean
    ABCDEF平均值
    Mean
    15芸芥4 15yunjie4 36 34 27 39 36 21 32 65 50 45 56 53 41 52 2
    11芸芥32-1 11 yunjie32-1 34 25 25 28 28 17 26 62 35 35 37 38 29 39 3
    16芸芥9 16yunjie9 40 27 28 72 64 23 42 67 38 40 107 95 37 64 1
    平均值 Mean 37 29 27 46 43 20 34 65 41 40 67 62 36 52
    指标排序 Index sequence 3 4 5 1 2 6 2 4 5 1 3 6
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    表  4   Na2CO3胁迫下3个芸芥品系种子萌发期耐盐临界值和极限值

    Table  4   Tolerance thresholds and limits of 3 E. sativa lines on Na2CO3

    品系
    Lines
    耐盐临界值Salt tolerance threshold/(mmol·L−1 耐盐极限值Salt tolerance limit/(mmol·L−1品系排序
    Line sequence
    ABCDEF平均值
    Mean
    ABCDEF平均值
    Mean
    15芸芥4 15yunjie4 17 15 13 21 17 15 16.3 25 21 20 28 24 21 23 1
    11芸芥32-1 11 yunjie32-1 16 13 14 13 14 10 13.3 22 18 19 19 20 15 18.8 3
    16芸芥9 16yunjie9 15 14 14 15 19 12 14.8 22 19 20 22 26 18 21 2
    平均值 Mean 16 14 13.7 16.3 16.7 12.3 14.8 23 19.3 19.7 23 23.3 18 21
    指标排序 Index sequence 3 4 5 2 1 6 2 4 3 2 1 5
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  • [1]

    WARWICK S I, GUGEL R K, GÓMEZ-CAMPO C, et al. Genetic variation in Eruca vesicaria (l.) cav [J]. Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization, 2007, 5(3): 142−153. DOI: 10.1017/S1479262107842675

    [2] 王静, 许兴, 麻冬梅. 紫花苜蓿种质资源萌发期耐盐性鉴定 [J]. 核农学报, 2018, 32(10):1939−1948. DOI: 10.11869/j.issn.100-8551.2018.10.1939

    WANG J, XU X, MA D M. Identification of salt-tolerant properties during germination period of Medicago sativa L. germplasm resources [J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2018, 32(10): 1939−1948.(in Chinese) DOI: 10.11869/j.issn.100-8551.2018.10.1939

    [3] 曾玲玲, 季生栋, 王俊强, 等. 植物耐盐机理的研究进展 [J]. 黑龙江农业科学, 2009(5):156−159. DOI: 10.3969/j.issn.1002-2767.2009.05.057

    ZENG L L, JI S D, WANG J Q, et al. Advances on the mechanism of plant salt tolerance [J]. Heilongjiang Agricultural Sciences, 2009(5): 156−159.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1002-2767.2009.05.057

    [4] 阎旭东. 植物耐盐性鉴定及评价技术规程[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2012.
    [5]

    DAI Q L, CHEN C, FENG B, et al. Effects of different NaCl concentration on the antioxidant enzymes in oilseed rape (Brassica napus L.) seedlings [J]. Plant Growth Regulation, 2009, 59(3): 273−278. DOI: 10.1007/s10725-009-9402-z

    [6] 刘正祥, 张华新, 杨秀艳, 等. 植物对氯化钠和硫酸钠胁迫生理响应研究进展 [J]. 世界林业研究, 2015, 28(4):17−23.

    LIU Z X, ZHANG H X, YANG X Y, et al. Research progress on physiological responses of plants to NaCl and Na2SO4 stress [J]. World Forestry Research, 2015, 28(4): 17−23.(in Chinese)

    [7] 孙万仓. 中国芸芥的分布、类型划分及油菜-芸芥杂交亲和性研究[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2000.

    SUN W C. Studies on the distribution, chassification of Chinese Yunjie and intergenus crossing-compatibility of Eruca sativa mill × rapeseeds (Brassica)[D]. Changsha: Hunan Agricultural University, 2000. (in Chinese)

    [8]

    HILDA A, BABAK D H, AZRA A A. Hilda Amiripour, Babak Delnavaz Hashemloian, Azra Ataei Azimi. Morpho–physiological responses of Rocket (Eruca sativa L.) varieties to sodium sulfate (Na2SO4) stress: an experimental approach [J]. Acta Physiol Plant, 2016, 38: 246. DOI: 10.1007/s11738-016-2262-z

    [9] 范惠玲, 白生文, 刘钊, 等. 混合盐碱胁迫对芸芥生长发育和生理性状的影响 [J]. 中国油料作物学报, 2018, 40(4):544−551. DOI: 10.7505/j.issn.1007-9084.2018.04.011

    FAN H L, BAI S W, LIU Z, et al. Effects of mixed salt-alkaline on growth and physiological characteristics in Eruca sativa [J]. Chinese Journal of Oil Crop Sciences, 2018, 40(4): 544−551.(in Chinese) DOI: 10.7505/j.issn.1007-9084.2018.04.011

    [10] 范惠玲, 刘秦, 白生文, 等. 不同生态型芸芥中有机物质对盐胁迫的响应 [J]. 中国农学通报, 2017, 33(3):52−56. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb16030179

    FAN H L, LIU Q, BAI S W, et al. Response of organic substance to salt stress in different Eruca sativa mill. ecotypes [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2017, 33(3): 52−56.(in Chinese) DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb16030179

    [11] 范惠玲, 刘秦, 白生文, 等. 26份芸芥种质的耐盐性评价 [J]. 干旱地区农业研究, 2019, 37(3):15−22, 59. DOI: 10.7606/j.issn.1000-7601.2019.03.02

    FAN H L, LIU Q, BAI S W, et al. Evaluation of salt tolerance of 26 Eruca sativa Mill [J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2019, 37(3): 15−22, 59.(in Chinese) DOI: 10.7606/j.issn.1000-7601.2019.03.02

    [12] 范惠玲, 白生文, 朱雪峰, 等. 油菜及其近缘种种子萌发期耐盐碱性差异 [J]. 作物杂志, 2019(3):178−184.

    FAN H L, BAI S W, ZHU X F, et al. Difference of salt-alkaline tolerance of three rape and its two relatives at germination stage [J]. Crops, 2019(3): 178−184.(in Chinese)

    [13] 李宏, 程平, 郑朝晖, 等. 盐旱胁迫对3种新疆造林树木种子萌发的影响 [J]. 西北植物学报, 2011, 31(7):1466−1473.

    LI H, CHENG P, ZHENG Z H, et al. Seeds germination of three common afforestating trees under salt and drought stress in Xinjiang [J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2011, 31(7): 1466−1473.(in Chinese)

    [14] 裴毅, 杨雪君, 陈晓芬, 等. 氯化钠和碳酸氢钠胁迫对白芥种子萌发的影响 [J]. 时珍国医国药, 2015, 26(7):1750−1752.

    PEI Y, YANG X J, CHEN X F, et al. Effects of NaCl and NaHCO3 stress on seed gemination of Sinapis alba L [J]. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research, 2015, 26(7): 1750−1752.(in Chinese)

    [15] 白小明, 王靖婷, 贺佳圆, 等. 8个野生早熟禾种子萌发期耐盐性研究 [J]. 草地学报, 2013, 21(3):546−555.

    BAI X M, WANG J T, HE J Y, et al. Salt resistance of eight wild Poa L. during seed germination stages [J]. Acta Agrestia Sinica, 2013, 21(3): 546−555.(in Chinese)

    [16] 韩清芳, 李崇巍, 贾志宽. 不同苜蓿品种种子萌发期耐盐性的研究 [J]. 西北植物学报, 2003, 23(4):597−602. DOI: 10.3321/j.issn:1000-4025.2003.04.014

    HAN Q F, LI C W, JIA Z K. The study on salt tolerance of different alfalfa varieties in germinating period [J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2003, 23(4): 597−602.(in Chinese) DOI: 10.3321/j.issn:1000-4025.2003.04.014

    [17] 吴凤萍, 韩清芳, 贾志宽. 4个白花苜蓿品系种子萌发期耐盐性研究 [J]. 草业科学, 2008, 25(8):57−62. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0629.2008.08.011

    WU F P, HAN Q F, JIA Z K. Preliminary study on the salt tolerance of four alfalfa lines in seed germination period [J]. Pratacultural Science, 2008, 25(8): 57−62.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1001-0629.2008.08.011

    [18] 李昀, 沈禹颖, 阎顺国. NaCl胁迫下5种牧草种子萌发的比较研究 [J]. 草业科学, 1997, 14(2):50−53.

    LI Y, SHEN Y Y, YAN S G. Comparative studies of effect of NaCl stress on the seed germination of 5 forage species [J]. Pratacultural Science, 1997, 14(2): 50−53.(in Chinese)

    [19] 陈德明. 盐渍环境中的植物耐盐性及其影响因素 [J]. 土壤学进展, 1994, 22(5):22−29.

    CHEN D M. Plant salt tolerance under salinity condition and influencing factors [J]. Progress in soil science, 1994, 22(5): 22−29.(in Chinese)

    [20] 祁栋灵, 韩龙植, 张三元. 水稻耐盐/碱性鉴定评价方法 [J]. 植物遗传资源学报, 2005, 6(2):226−230, 235. DOI: 10.3969/j.issn.1672-1810.2005.02.021

    QI D L, HAN L Z, ZHANG S Y. Methods of characterization and evaluation of salt or alkaline tolerance in rice [J]. Journal of Plant Genetic Resources, 2005, 6(2): 226−230, 235.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1672-1810.2005.02.021

    [21] 王佳佳, 谷思玉. NaCl与Na2CO3+NaHCO3对玉米萌发期胁迫效应的比较 [J]. 作物杂志, 2012(2):138−141. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7283.2012.02.037

    WANG J J, GU S Y. Comparison of NaCl and Na2CO3+NaHCO3 stress on corn germination [J]. Crops, 2012(2): 138−141.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1001-7283.2012.02.037

    [22] 王清华, 杨建平, 张中华, 等. 盐胁迫对不同品种辣椒种子萌发特性的影响 [J]. 西北农业学报, 2007, 16(3):136−140. DOI: 10.3969/j.issn.1004-1389.2007.03.035

    WANG Q H, YANG J P, ZHANG Z H, et al. Effect of salt stress on germination characteristics of different pepper varieties [J]. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2007, 16(3): 136−140.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1004-1389.2007.03.035

    [23] 张振霞, 刘萍, 杨中艺. 25个多年生黑麦草品种萌发期对盐胁迫的抗性研究 [J]. 草业科学, 2007, 24(2):14−19. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0629.2007.02.004

    ZHANG Z X, LIU P, YANG Z Y. Salt tolerance of 25 Lolium perenne varieties at germination stage [J]. Pratacultural Science, 2007, 24(2): 14−19.(in Chinese) DOI: 10.3969/j.issn.1001-0629.2007.02.004

    [24] 李孔晨, 皇甫江云, 卢欣石. 一年生黑麦草萌发期耐盐性综合评价 [J]. 草地学报, 2010, 18(3):388−393, 398.

    LI K C, HUANGFU J Y, LU X S. Salt tolerance evaluation of 10 varieties of Lolium multif lam. at germination period [J]. Acta Agrestia Sinica, 2010, 18(3): 388−393, 398.(in Chinese)

  • 期刊类型引用(3)

    1. 宋美妮,陆雯佳,陆浩,朱淑俊,姚立蓉,孟亚雄,汪军成,王化俊. 干旱条件下不同盐分对盐生草种子萌发的影响. 甘肃农业大学学报. 2024(06): 245-256 . 百度学术
    2. 代婷,梅新娣. 不同盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发及幼苗生长的影响. 北方园艺. 2023(11): 106-112 . 百度学术
    3. 李娟霞,白小明,张翠,刘娅娜,冉福,李萍,陈辉. 7个野生一年生早熟禾种质萌发期耐盐性综合评价. 草地学报. 2022(11): 2937-2948 . 百度学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-19
  • 修回日期:  2021-05-16
  • 网络出版日期:  2021-08-09
  • 刊出日期:  2022-02-24

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