磷对盐碱胁迫下棉花离子平衡及相关调控基因的影响

作者：孙嘉璘; 侯振安^*

来源：植物营养与肥料学报, 2022, 28(04): 643-653.

• 盐碱胁迫
• 磷
• 棉花
• 离子稳态
• Na+转运相关基因

【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。

• 单位
  石河子大学