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盐胁迫下草麻黄电阻抗图谱参数的变化及离子平衡机制
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  • 英文篇名:Changes of Electrical Impedance Parameters and Ion Balance Mechanism to Salt Stress of Ephedra sinica Stapf
  • 作者:张丽 ; 牛雪飞 ; 郭栋 ; 张艳阳 ; 贾志国 ; 刘俊喜 ; 袁卉馥
  • 英文作者:ZHANG Li;NIU Xuefei;GUO Dong;ZHANG Yanyang;JIA Zhiguo;LIU Junxi;YUAN Huifu;Hebei North University;
  • 关键词:草麻黄 ; 盐胁迫 ; 电阻抗图谱 ; 离子平衡
  • 英文关键词:Ephedra sinica Stapf;;salt stress;;electrical impedance spectroscopy;;ion balance
  • 中文刊名:HNXB
  • 英文刊名:Journal of Nuclear Agricultural Sciences
  • 机构:河北北方学院;
  • 出版日期:2019-04-15 11:32
  • 出版单位:核农学报
  • 年:2019
  • 期:v.33
  • 基金:河北北方学院自然科学研究计划重大项目“冀西北坝上地区麻黄生产及防风固沙研究”(ZD201408);; 河北省科技厅课题“冀西北道地药材麻黄、金莲花优质高产栽培技术体系研究”(16232503D-X-13)
  • 语种:中文;
  • 页:HNXB201906019
  • 页数:9
  • CN:06
  • ISSN:11-2265/S
  • 分类号:166-174
摘要
为探讨草麻黄对盐胁迫的适应性,以2年生草麻黄苗为试验材料,采用盆栽法测定在不同NaCl浓度、不同胁迫时间下草麻黄苗各项电阻抗图谱参数(EIS)变化及5种矿质离子含量,并分析各电阻抗参数、相对电导率及矿质离子含量之间的相关性。结果表明,随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长,草麻黄地上部相对电导率逐渐升高,其中200 mmol·L~(-1)NaCl胁迫28 d以上时的相对电导率显著高于对照,200、300、400 mmol·L~(-1)盐胁迫下的相对电导率分别为对照的1.43、1.52、1.65倍;电阻抗图谱参数高频电阻率(r)、低频电阻率(r_1)、胞内电阻率(r_i)、胞外电阻率(r_e)、弛豫时间(τ)及弛豫时间分布系数(Ψ)均呈先下降后上升再下降或先下降后上升的变化趋势,其中r、r_1、r_e、r_i、Ψ均在NaCl浓度超过200 mmol·L~(-1)时出现再次下降,且呈不可逆的下降趋势。随着胁迫天数的增加,草麻黄地上部和根中Na~+含量逐渐增加,K~+含量逐渐下降,K~+/Na~+显著降低。盐胁迫下,草麻黄地上部Zn、Fe、Mg含量均有不同程度的降低。相关性分析结果表明,K~+/Na~+与r_e、r、r_1均呈极显著正相关,与r_i呈显著正相关,其中K~+/Na~+与r_e的相关性最高,相关系数为0.985;5种阳离子总量与r_e、r、r_1均呈显著负相关。盐胁迫影响了草麻黄体内离子的运输和平衡,细胞内外离子浓度的变化引发电阻抗参数的变化,分析相对电导率电阻抗图谱参数的变化发现NaCl胁迫下,草麻黄的忍耐极限浓度为200 mmol·L~(-1),表明草麻黄具有较高的耐盐能力。本研究结果为盐碱地区草麻黄的推广栽培提供了理论依据。
        In order to study the adaptability of Ephedra sinica stapf on salt stress, 2 year-old seedlings of Ephedra sinica stapf were used as the test materials, a pot experiment was conducted to determine the electrical impedance spectroscopy(EIS) parameters and five mineral ions contents of different NaCl concentration and stress time. The correlations were analyzed among the relative conductivity, the electrical impedance spectroscopy(EIS) parameters and mineral ion contents.The results showed that with the increasing concentrations and the extension stress time of NaCl, the relative conductivity increased gradually and was higher than the control under 200 mmol·L~(-1) NaCl stress for more than 28 days, which was 1.43, 1.52, 1.65 times of the control under 200, 300, 400 mmol·L~(-1) NaCl stress, Specific resistance in high frequency(r), specific resistance in low frequency(r_1), intracellular resistance(r_i), extracellular resistance(r_e), relaxation time(τ) and distribution coefficient of relaxation time(Ψ) decreased firstly, then increased, and then finally decreased again or decreased firstly, then increased in shoots of Ephedra sinica stapf. The second decline turning point of r, r_1, r_e, r_i and Ψ occurred at the concentration above 200 mmol·L~(-1)NaCl, showing an irreversible downward trend. The contents of Na~+ increased gradually with prolongation of stress time in shoots and roots while the contents of K~+decreased, so the K~+/Na~+ ratio declined significantly. In addition, the contents of Zn, Fe and Mg decreased at different degrees to salt stress in shoots. The correlation analysis indicated that very significant positive correlation was found between the K~+/Na~+ ratio and four EIS parameters r_e, r_i, and r_1, the significant positive correlation was found between the K~+/Na~+ ratio and r. The correlation between K~+/Na~+ ratio and r_e was the highest, the correlation coefficient was 0.985; The significantly negative correlation was found between sum of five cations and r_e, r, r_1. Salt stress influenced the transport and balance of ion in Ephedra sinica stapf, the changes of electrical impedance spectroscopy parameters were produced by changes of ion concentrations in cell. Through analyzing the changesg of EIS and the relative conductivity, Ephedra sinica stapf might be tolerant to NaCl stress of 200 mmol·L~(-1). Ephedra sinica stapf could tolerate higher concentration of salt stress. The results provided a basis for extending culture of Ephedra sinica in saline-alkali areas.
引文
[1] 黄九林. 盐碱化土壤对草麻黄地上部生长和有效成分含量的影响[D]. 长春: 东北师范大学, 2007
    [2] 赵云生, 谢丽霞, 毛福英, 王张, 曹喆, 张新慧. 基于平喘生物效价的麻黄品质评价研究[J]. 中草药, 2015, 46(24):3695-3703
    [3] 张梦婷, 张嘉丽, 任阳阳, 王俊, 樊佳佳, 张晓存, 刘霞. 麻黄的研究进展[J]. 世界中医药, 2016, 11(9):1917-1921
    [4] Yin H, Peng H, Cai J Z, Kong T. A primary study on endophytic fungi isolated from a medicinal plant Ephedra sinica stapf[C]//Mushroom branch of the chinese agricultural society. Paper compilation on the 5th International Medicinal Mushroom Conference (IMMC5). Nantong China: 2009: 56-60
    [5] 陈均洪. 木麻黄幼苗抗旱特性的初步研究[D]. 广州: 华南农业大学, 2010
    [6] 武冲, 仲崇禄, 张勇, 姜清彬. 聚乙二醇模拟干旱对三种木麻黄种子萌发的影响[J]. 中南林业科技大学学报, 2011, 31(2):22-26
    [7] 方峨天, 满多清, 杨自辉, 孙坤. 荒漠区中麻黄生物量积累与生境和生物学的关系[J]. 干旱区资源与环境, 2007, 21(6):151-155
    [8] 张丽, 贾志国, 刘雪霞, 范翠丽, 袁卉馥. 外源物质对干旱胁迫下麻黄种子萌发及生理特性的影响[J]. 中药材, 2016, 39(11): 2450-2455
    [9] 张建锋, 张旭东, 周金星, 刘国华, 李冬雪. 世界盐碱地资源及其改良利用的基本措施[J]. 水土保持研究, 2005, 12(6): 28-30
    [10] Repo T. Physical and physiological aspects of impedance measurements in plants[J]. Silva Fennica, 1988, 22: 181-193
    [11] Repo T, Oksanen E, Vapaavuori E. Effects of elevated concentrations of ozone and carbon dioxide on the electrical impedance of leaves of silver birch(Betula pendula) clones[J]. Tree Physiology, 2004, 24: 833-843
    [12] 焦美玲, 弓瑞娟, 钱稷, 张钢. 电阻抗断层成像评价丰花月季抗寒性[J]. 中国农业科学, 2017, 50(7): 1302-1316
    [13] 于立洋, 李政, 戴佩尧, 张静, 汪敏烨, 田晓晓, 张军. 8个新疆野苹果优良无性系抗寒性比较[J]. 核农学报, 2017, 31(9): 1827-1835
    [14] 金明丽, 徐继忠, 张钢. 苹果砧木枝条电阻抗参数与其抗寒性的关系[J]. 园艺学报, 2011, 38(6): 1045-1051
    [15] 王爱芳. 干旱胁迫下白皮松苗木电阻抗及生理指标的比较研究[D]. 保定: 河北农业大学, 2010
    [16] 刘晓红, 王国栋, 张钢. 小麦叶片的电阻抗图谱参数对水分胁迫的响应[J]. 兰州大学学报(自然科学版), 2007, 43(5): 48-53
    [17] 刘易超, 肖建忠, 杨际双. 高温胁迫对菊花电阻抗图谱参数的影响[J]. 植物科学学报, 2012, 30(2): 198-203
    [18] 孟昱, 邸葆, 张钢, 封新国, 徐成立, 田军. 涝渍胁迫下白桦根系可溶性糖和淀粉含量与电阻抗的相关性分析[J]. 生物物理学报, 2013, 29(6): 450-460
    [19] 姚琳, 张钢. NaCl胁迫下流苏的电阻抗与电导分析[J]. 林业科学, 2011, 42(12): 60-68
    [20] 张罗沙, 兰济艳, 林声威, 孟昱, 邸葆, 李保会, 张芹. 盐碱胁迫下紫丁香根系中质膜ATP酶活性和电阻抗图谱估测研究[J]. 河北农业大学学报, 2016, 39(4): 37-41
    [21] 张丽, 贾志国, 马庆华, 张钢, 王贵禧. 盐碱胁迫对平欧杂种榛枝条电阻抗图谱参数及离子含量的影响[J]. 应用生态学报, 2014, 25(11): 3131-3138
    [22] 张丽. 平欧杂种榛抗盐碱生理机制研究及其耐盐性评价[D]. 北京: 中国林业科学研究院, 2015
    [23] 董鸣. 中国生态系统研究网络观测与分析标准方法——陆地生物群落调查观测与分析[M]. 北京: 中国标准出版社, 1996
    [24] 孟昱, 张钢, 李雪平, 高志民. NaCl胁迫对毛竹叶片的电阻抗图谱参数及膜透性的影响[J]. 植物科学学报, 2010, 28(3): 341-346
    [25] Rodriguez-Navarro A, Rubio F. High-affinity potassium and sodium transport systems in plants[J]. Journal of Experimental Botany, 2006, 57: 1149-1160
    [26] 闫道良, 郭予琦. NaCl处理对海滨锦葵N、P和Na+、K+含量及其化学计量特征的影响[J]. 核农学报, 2015, 29(6): 1211-1217
    [27] 郭天文, 郭全恩, 王益权, 刘军, 南丽丽. 钠盐胁迫对苹果树体内钠累积的影响[J]. 核农学报, 2009, 23(2): 354-357
    [28] Chen G, Fan P S, Feng W M, Guan A Q, Lu Y Y, Wan Y L. Effects of 5-aminolevulinic acid on nitrogen metabolism and ion distribution of watermelon seedlings under salt stress[J]. Russian Journal of Plant Physiology, 2017, 64(1): 116-123
    [29] 伍国强, 贾姝, 刘海龙, 王春梅, 李善家. 盐胁迫对红豆草幼苗生长和离子积累及分配的影响[J]. 草业科学, 2017,34(8):1661-1668
    [30] Esechie H, Ece T, Atilla E. Changes of micronutrients, dry weight and chlorophyll contents in strawberry plants under salt stress conditions[J]. Communications in Soil Science & Plant Analysis, 2005, 36: 1021-1028
    [31] 范少然, 崔睿航, 武东霞, 焦美玲, 张钢. 抗寒锻炼期间丰花月季茎中矿质元素含量与EIS参数变化及其关系研究[J]. 植物生理学报, 2016, 52(3):325-333

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