紫花苜蓿新品系对盐胁迫的响应

doi:10.11686/cyxb2025262

摘要/Abstract

摘要：

为探讨紫花苜蓿新品系在盐胁迫下的变化及响应机制，以5份苜蓿新品系（P₁、P₂、P₃、P₄、P₅）及中苜1号紫花苜蓿（ZM）为研究对象，在盐胁迫（200?mmol·L^-1 NaCl）下分别处理0（CK）、8与16?d后测定其开花期形态、生理等指标。结果表明：随盐胁迫时间的延长，供试苜蓿的株高、叶面积、地上生物量、地下生物量和地上部及地下部K⁺含量呈降低趋势。同时，盐胁迫也抑制了供试苜蓿根系的生长，根总长、根总表面积、根平均直径、根体积和根尖数均降低。而总黄酮含量，苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟基化酶、4-香豆酸辅酶Ａ连接酶活性和地上部及地下部Na⁺含量均增加。主成分分析表明，地下部K⁺及Na⁺含量、根尖数、株高与叶面积可视为评估苜蓿开花期耐盐性的关键指标。隶属函数综合评价表明，供试苜蓿耐盐性排名为P₃>P₄>P₅>ZM>P₂>P₁。综上所述，P₃为耐盐胁迫品系，P₁为盐胁迫敏感品系。

关键词: 紫花苜蓿, 耐盐性, 黄酮, 苯丙氨酸解氨酶

Abstract:

In this study， we explored the responses of five new alfalfa （Medicago sativa） lines （P₁， P₂， P₃， P₄， and P₅） and M. sativa cv. ‘Zhongmu’ No.1 （ZM） to salt stress. The morphological and physiological parameters of alfalfa in the early flowering stage were measured at 0 （CK）， 8， and 20 days under salt stress （200?mmol·L^-1 NaCl）. The results show that with the extension of salt stress， there was increasing inhibition of plant height， leaf area， aboveground biomass， underground biomass， and K⁺content of aboveground and underground parts of alfalfa plants. Salt stress also inhibited the growth of the root system of alfalfa plants， with negative effects on the total root length， total root surface area， average root diameter， root volume， and root tip number. The total flavonoid content and the activities of phenylalanine ammonia-lyase， cinnamic acid-4-hydroxylase， and 4-coumarate-coenzyme A ligase were increased under salt stress， as were the Na⁺ contents in the aboveground and underground parts. Principal component analysis revealed that underground K⁺ and Na⁺ contents， root tip number， plant height， and leaf area are the preferred indices for evaluating the salt tolerance of alfalfa at the early flowering stage. On the basis of a comprehensive evaluation with the membership function method， the M. sativa lines were ranked from most to least salt tolerant as follows： P₃>P₄>P₅>ZM>P₂>P₁. These findings provide a theoretical basis for breeding new salt-resistant alfalfa cultivars.

Key words: alfalfa, salt tolerance, flavones, phenylalanine ammonia-lyase

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图/表 7

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指标 Index	主成分 Principal component
指标 Index	1	2	3	4
株高 Plant height	0.844	0.102	0.067	0.061
叶面积 Leaf area	0.861	0.081	0.315	0.098
叶长 Leaf length	0.792	-0.066	-0.350	-0.079
叶宽 Leaf width	0.670	0.166	0.609	0.181
地上干重 Aboveground dry weight	0.774	-0.148	-0.038	0.537
地下干重 Belowground dry weight	0.775	0.565	-0.041	0.077
根冠比 Root-shoot ratio	0.449	0.812	0.042	-0.246
总黄酮 Total flavonoid	-0.719	0.246	0.247	-0.242
苯丙氨酸解氨酶 Phenylalanine ammonia-lyase （PAL）	-0.516	-0.035	-0.665	0.303
肉桂酸-4-羟基化酶 Cinnamic acid-4-hydroxylase （C4H）	-0.814	-0.284	0.036	0.189
4-香豆酸辅酶A连接酶 4-coumarate CoA ligase （4CL）	-0.761	0.169	0.133	0.282
地上部K⁺含量 Aboveground K⁺ content	0.775	0.311	-0.256	0.172
地下部K⁺含量Belowground K⁺ content	0.916	0.097	-0.157	-0.127
地上部Na⁺含量Aboveground Na⁺ content	-0.874	-0.203	0.227	0.032
地下部Na⁺含量Belowground Na⁺ content	-0.905	0.046	0.177	0.138
根总长 Total root length	0.775	-0.495	-0.019	-0.222
根总表面积 Total root surface area	0.625	-0.597	0.011	-0.407
根平均直径 Average root diameter	0.807	-0.114	0.058	0.008
根体积 Root volume	0.756	-0.416	0.341	0.234
根尖数 Root tip numbers	0.877	-0.171	-0.053	0.193
特征值 Eigenvalue	11.964	2.185	1.420	1.045
贡献率 Contributive rate （%）	59.819	10.927	7.101	5.226
累积贡献率 Cumulative contributive rate （%）	59.819	70.746	77.847	83.073

指标 Index	主成分 Principal component
指标 Index	1	2	3	4
株高 Plant height	0.844	0.102	0.067	0.061
叶面积 Leaf area	0.861	0.081	0.315	0.098
叶长 Leaf length	0.792	-0.066	-0.350	-0.079
叶宽 Leaf width	0.670	0.166	0.609	0.181
地上干重 Aboveground dry weight	0.774	-0.148	-0.038	0.537
地下干重 Belowground dry weight	0.775	0.565	-0.041	0.077
根冠比 Root-shoot ratio	0.449	0.812	0.042	-0.246
总黄酮 Total flavonoid	-0.719	0.246	0.247	-0.242
苯丙氨酸解氨酶 Phenylalanine ammonia-lyase （PAL）	-0.516	-0.035	-0.665	0.303
肉桂酸-4-羟基化酶 Cinnamic acid-4-hydroxylase （C4H）	-0.814	-0.284	0.036	0.189
4-香豆酸辅酶A连接酶 4-coumarate CoA ligase （4CL）	-0.761	0.169	0.133	0.282
地上部K⁺含量 Aboveground K⁺ content	0.775	0.311	-0.256	0.172
地下部K⁺含量Belowground K⁺ content	0.916	0.097	-0.157	-0.127
地上部Na⁺含量Aboveground Na⁺ content	-0.874	-0.203	0.227	0.032
地下部Na⁺含量Belowground Na⁺ content	-0.905	0.046	0.177	0.138
根总长 Total root length	0.775	-0.495	-0.019	-0.222
根总表面积 Total root surface area	0.625	-0.597	0.011	-0.407
根平均直径 Average root diameter	0.807	-0.114	0.058	0.008
根体积 Root volume	0.756	-0.416	0.341	0.234
根尖数 Root tip numbers	0.877	-0.171	-0.053	0.193
特征值 Eigenvalue	11.964	2.185	1.420	1.045
贡献率 Contributive rate （%）	59.819	10.927	7.101	5.226
累积贡献率 Cumulative contributive rate （%）	59.819	70.746	77.847	83.073

指标 Index	P₁		P₂		P₃		P₄		P₅		ZM
指标 Index	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij
L₁	0.447	0.052	0.330	0.054	0.470	0.050	0.359	0.053	0.473	0.054	0.418	0.054
L₂	0.133	0.056	0.202	0.056	0.411	0.053	0.545	0.056	0.480	0.055	0.371	0.053
L₃	0.160	0.075	0.475	0.056	0.610	0.062	0.507	0.066	0.267	0.070	0.677	0.057
L₄	0.138	0.087	0.383	0.066	0.345	0.088	0.311	0.075	0.450	0.103	0.205	0.084
L₅	0.296	0.055	0.387	0.060	0.275	0.068	0.298	0.058	0.622	0.076	0.099	0.076
L₆	0.509	0.048	0.399	0.051	0.412	0.048	0.383	0.048	0.735	0.049	0.244	0.051
L₇	0.609	0.042	0.592	0.049	0.699	0.048	0.316	0.047	0.172	0.050	0.318	0.049
L₈	0.429	0.036	0.741	0.041	0.464	0.041	0.665	0.036	0.434	0.043	0.644	0.048
L₉	0.400	0.045	0.673	0.033	0.815	0.026	0.349	0.034	0.852	0.024	0.542	0.047
L₁₀	0.232	0.056	0.311	0.055	0.572	0.055	0.073	0.076	0.314	0.061	0.049	0.065
L₁₁	0.633	0.006	0.519	0.004	0.513	0.006	0.809	0.008	0.551	0.001	0.617	0.004
L₁₂	0.271	0.117	0.285	0.131	0.143	0.173	0.315	0.111	0.220	0.111	0.165	0.095
L₁₃	0.545	0.004	0.739	0.008	0.640	0.010	0.804	0.003	0.729	0.004	0.543	0.004
L₁₄	0.398	0.051	0.037	0.073	0.207	0.055	0.348	0.070	0.150	0.059	0.395	0.065
L₁₅	0.423	0.049	0.148	0.058	0.104	0.053	0.333	0.064	0.226	0.053	0.372	0.059
L₁₆	0.119	0.073	0.247	0.062	0.249	0.057	0.323	0.059	0.246	0.056	0.145	0.068
L₁₇	0.295	0.086	0.203	0.070	0.537	0.052	0.601	0.064	0.288	0.063	0.600	0.062
L₁₈	0.429	0.061	0.172	0.073	0.642	0.054	0.271	0.072	0.189	0.067	0.530	0.059
D值D value	0.307		0.322		0.385		0.365		0.361		0.340
排序Order	6		5		1		2		3		4

指标 Index	P₁		P₂		P₃		P₄		P₅		ZM
指标 Index	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij	F_ij	W_ij
L₁	0.447	0.052	0.330	0.054	0.470	0.050	0.359	0.053	0.473	0.054	0.418	0.054
L₂	0.133	0.056	0.202	0.056	0.411	0.053	0.545	0.056	0.480	0.055	0.371	0.053
L₃	0.160	0.075	0.475	0.056	0.610	0.062	0.507	0.066	0.267	0.070	0.677	0.057
L₄	0.138	0.087	0.383	0.066	0.345	0.088	0.311	0.075	0.450	0.103	0.205	0.084
L₅	0.296	0.055	0.387	0.060	0.275	0.068	0.298	0.058	0.622	0.076	0.099	0.076
L₆	0.509	0.048	0.399	0.051	0.412	0.048	0.383	0.048	0.735	0.049	0.244	0.051
L₇	0.609	0.042	0.592	0.049	0.699	0.048	0.316	0.047	0.172	0.050	0.318	0.049
L₈	0.429	0.036	0.741	0.041	0.464	0.041	0.665	0.036	0.434	0.043	0.644	0.048
L₉	0.400	0.045	0.673	0.033	0.815	0.026	0.349	0.034	0.852	0.024	0.542	0.047
L₁₀	0.232	0.056	0.311	0.055	0.572	0.055	0.073	0.076	0.314	0.061	0.049	0.065
L₁₁	0.633	0.006	0.519	0.004	0.513	0.006	0.809	0.008	0.551	0.001	0.617	0.004
L₁₂	0.271	0.117	0.285	0.131	0.143	0.173	0.315	0.111	0.220	0.111	0.165	0.095
L₁₃	0.545	0.004	0.739	0.008	0.640	0.010	0.804	0.003	0.729	0.004	0.543	0.004
L₁₄	0.398	0.051	0.037	0.073	0.207	0.055	0.348	0.070	0.150	0.059	0.395	0.065
L₁₅	0.423	0.049	0.148	0.058	0.104	0.053	0.333	0.064	0.226	0.053	0.372	0.059
L₁₆	0.119	0.073	0.247	0.062	0.249	0.057	0.323	0.059	0.246	0.056	0.145	0.068
L₁₇	0.295	0.086	0.203	0.070	0.537	0.052	0.601	0.064	0.288	0.063	0.600	0.062
L₁₈	0.429	0.061	0.172	0.073	0.642	0.054	0.271	0.072	0.189	0.067	0.530	0.059
D值D value	0.307		0.322		0.385		0.365		0.361		0.340
排序Order	6		5		1		2		3		4