新疆棉花主栽品种耐盐性鉴定及耐盐机理研究

新疆是我国优势植棉区也是土壤盐渍化大区，土壤盐碱化已严重影响棉花的生长、发育及产量的提高且造成重大的经济损失，因此依据土壤含盐量结合地区光热水肥资源,种植具有不同耐盐特性的品种一方面是实现新疆棉花持续发展的重要途径，另一方面从高效利用盐碱地、次生盐碱地、弃耕地角度来看亦具有十分积极的社会经济价值和生态现实意义。本项目通过对新疆主栽棉花品种种子期、苗期、蕾期及吐絮期生理指标、形态结构、光合参数及产量和品质的综合测定，系统鉴定棉花品种不同生育期的耐盐特性及耐盐阈值从而明确主栽棉花品种的耐盐等级；通过对各品种主要生育期植株形态特征、生理适应、光合适应、生物量变化探究棉花耐盐的生理生态的适应机理；通过对各主要植棉区土壤含盐量的测定结合品种的耐盐特性最终为不同植棉区品种的选择提供理论和依据。

本项目结合新疆棉田土壤盐分组成，从棉花对盐敏感的种子期和苗期入手，系统鉴定了新疆主要棉花品种的耐盐等级，阐明了盐胁迫下不同基因型棉株形态发育、生理指标变化、渗透调节物质分布、主要酶活性变化、离子区域化分布等规律，探讨了不同基因型棉株耐盐的机制，取得以下主要研究结果：. 耐盐性鉴定发现，在参试的30个品种中，种子期耐盐级别为1级，属高耐盐的品种有新陆早24号、新陆中36号、81-3、军棉1号、新海14号5个品种，占供试材料总数的16.67%，耐盐级别为2级，属耐盐的品种有13个占到材料总数的43.3 %包括7个新陆早品种，2个中棉所品种，2个长绒棉品种和2个品系，盐敏感材料和中等耐盐材料10份，共占品种总数的40%；从幼苗期的耐盐性鉴定来看：30份棉花品种中，没有高耐盐材料，有8个品种苗期耐盐级别为2级，分别为中棉所35号、中棉所49号，新海14号，新海28号和81-3等，均由抗逆性强的父母本杂交而成，耐盐级别为3级的材料占极高的比例，共有19份约占材料总数的63.3%，包括10个新陆早品种、4个新陆中品种、2个中棉所品种，2个陆地棉品系和1个海岛棉品种；盐敏感材料仅为3份包括中棉所45，系9和新海21号。. 棉株耐盐机制表现为：盐胁迫可诱导各基因型棉株叶内蛋白质的表达，抑制根内蛋白质的合成，可使脯氨酸在根、叶内含量显著上升，且海岛棉品种高于陆地棉品种，新叶含量高于老叶和根系；MDA、细胞膜稳定性随盐度而增加，耐盐品种启动抗氧化酶系统POD、CAT、ARX活性来抵御盐胁迫引起的氧化胁迫，而盐敏感品种则通过启动非酶类抗氧化剂GR抵御氧化胁迫；盐胁迫可增加子叶栅栏组织厚度降低海绵组织厚度和叶片组织结构疏松度，并使子叶趋于变薄且可减缓维管束的发育速度；NaCl对棉株株高、根长、生物量的影响均表现出双重性，盐胁迫下陆地棉及耐盐的海岛棉光合产物优先分配到地下部分，根冠比上升，而盐敏感的海岛棉光合产物则优先分配到地上部分，根冠比下降；盐胁迫降低棉株叶片的净光合速率，光合作用的限制因子为气孔限制和非气孔限制，低盐浓度可伤害盐敏感品种的光合机构；盐胁迫下棉株体内Na+、K+、Ca2+、Mg2+及Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+均会受到影响，但根系对微量元素Zn2+、Fe2+、Mn2+的吸收和分配不受盐浓度的影响；盐胁迫对棉株纤维品质及棉花产量均造成影响。