盐分胁迫与干旱胁迫对两种芝麻（Sesamum indicum L.）品种的生物量分配、叶片方向及生长表现产生不同影响

《BMC Plant Biology》：Salinity stress and drought stress differentially affect biomass allocation, leaf orientation and performance of two sesame (Sesamum indicum L.) cultivars

　　

摘要

背景

干旱和盐分胁迫是干旱地区农作物生产力的主要且相互关联的威胁。了解作物对盐分和干旱胁迫的耐受机制对于选育高产品种至关重要。

方法

本研究在相同水势（0、-100、-250和-450千帕）及营养供应条件下，通过水培沙培养系统，探讨了盐分和干旱胁迫对苏哈格1号和尚达威尔3号芝麻品种生长及表现的差异影响。评估植物对胁迫的响应方式包括生长状况、生物量分配、叶片姿态与气体交换情况，以及叶片光合色素和碳水化合物的含量与比例。

结果

尚达威尔3号的叶片水平姿态受胁迫影响较小；而苏哈格1号的垂直叶片在盐分胁迫下更为垂直，但在干旱胁迫下则相对不那么垂直。两种芝麻品种的叶片对盐分胁迫的耐受性均强于干旱胁迫，其中尚达威尔3号的耐受性更好。这一点从干旱逐渐抑制叶片生长，而低盐分则仅轻微延缓生长甚至有益，高盐分的影响也稍轻等方面可以看出。盐分主要影响根系生长，使更多生物量分配到叶片上；相反，干旱条件下根系生长增强而叶片生长受阻，说明更多生物量分配到根系。盐分降低了两种品种的叶片色素含量，尤其是苏哈格1号，而干旱则使其含量上升或无显著变化。当水势低于-100千帕时，胁迫会降低气孔导度、光合作用和蒸腾速率以及水分利用效率，其中盐分的影响比干旱更显著。盐分下叶片碳水化合物含量的下降更为明显，表现为淀粉比例下降、果胶比例上升，而可溶性糖的比例变化则不尽一致。

结论

在相同水势条件下，盐分和干旱胁迫会对芝麻的生长、气体交换、叶片姿态、光合色素及碳水化合物组成产生基因型依赖性的差异影响。在所研究的两种芝麻品种中，尚达威尔3号的耐逆性似乎更强。目前的研究是在部分保护条件下的水培沙培养系统中获得的成果，还需在田间条件下，通过更多基因型的试验来进一步验证。