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印度腰果(Anacardium occidentale L.)耐盐性的生理生化机制解析及耐盐品种筛选研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月19日 来源:Scientia Horticulturae 3.9
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为解决全球盐渍化土壤威胁农业可持续发展的问题,印度农业研究委员会-腰果研究中心的科研团队开展了腰果耐盐性机制研究。通过评估6个腰果品种幼苗期的形态生理和生化指标,发现Bhaskara和Vengurla-4品种通过维持高K+ /Na+ 比、积累脯氨酸和可溶性糖等机制表现优异耐盐性,为耐盐育种提供了重要遗传资源。该研究为腰果在盐渍土壤中的可持续生产提供了科学依据。
随着全球土壤盐渍化加剧,约6.72-16.2百万公顷印度耕地面临盐害威胁,腰果作为重要的经济作物,其产量受盐胁迫显著影响。目前印度腰果单产仅753公斤/公顷,远低于国内需求,而现有品种缺乏兼具高产与耐盐特性的种质资源。更严峻的是,腰果早期生长阶段对盐分尤为敏感,但印度本土品种的耐盐机制尚未系统研究。针对这一关键问题,印度农业研究委员会-腰果研究中心的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表了突破性研究成果。
研究团队采用温室盆栽实验,选取Bhaskara等6个具有地理分布代表性的腰果品种,设置0-250 mM NaCl梯度处理。通过测定生长参数、离子含量(Na+
/K+
)、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖)等指标,结合主成分分析和热图等多元统计方法,系统解析了耐盐性关键特征。
在生长特性方面,盐胁迫导致所有品种的株高、根长和叶面积显著降低,但耐盐品种Bhaskara在250 mM NaCl下生物量降幅(43.1%)显著小于敏感品种Madakkathara-2(52.7%)。通过干物质分配分析发现,耐盐品种能更合理分配生物量,其根质量比(RMR)维持在0.35,而敏感品种达0.88,表明耐盐型更注重地上部生长。
生理指标显示,Bhaskara的相对含水量(RWC)仅降低20.8%,而敏感品种降幅达38.1%。叶绿素含量变化更揭示耐盐机制——Bhaskara的总叶绿素保留率达71.2%,显著高于敏感品种的47.3%。电导率测定证实耐盐品种细胞膜损伤更轻,其电解质渗出率(48.7%)比敏感品种(79.6%)低39%。
离子平衡分析发现关键差异:耐盐品种叶片Na+
积累量(1.77%干重)显著低于敏感品种(1.96%),而K+
含量(3.01%)更高,形成1.70的K+
/Na+
比,是敏感品种(1.18)的1.4倍。这种选择性离子吸收能力通过根部Na+
区隔化实现,避免细胞质离子毒害。
渗透调节物质测定显示,Bhaskara叶片脯氨酸含量提升69.6%,可溶性糖在100 mM NaCl时达峰值,这种"双阶段"响应模式有效维持细胞渗透平衡。主成分分析证实,K+
含量、K+
/Na+
比与生长参数呈强正相关(PC1贡献率76.9%),而Na+
与膜损伤指标聚为一类。
这项研究首次系统阐明了印度腰果耐盐性的三大机制:离子稳态调控(ion homeostasis)、渗透保护(osmoprotection)和光合系统维护。发现的耐盐品种Bhaskara和Vengurla-4可作为珍贵育种材料,其K+
/Na+
调控特性尤其适合作为砧木。研究建立的幼苗期筛选体系(含RWC、叶绿素、离子比等12项指标)将加速耐盐品种选育进程,对解决沿海盐渍区腰果种植难题具有重要实践意义。论文提出的"离子-渗透协同响应"模型,为其他木本作物耐盐研究提供了新思路。
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