钙胁迫对白枪杆幼苗生长及矿质离子代谢的影响

【目的】研究CaCl_(2)胁迫下白枪杆幼苗的生长及其矿质离子吸收、运输和分配特征,揭示白枪杆对石漠化岩溶地区高钙环境的离子适应机制。【方法】以1年生白枪杆幼苗为研究试材,用CaCl_(2)模拟钙胁迫处理,分别设置对照(0 mmol/L CaCl_(2),CK)、低钙(25 mmol/L CaCl_(2))、中钙(50 mmol/L CaCl_(2))和高钙(75 mmol/L CaCl_(2))4个处理,通过分析根、茎、叶生物量(干质量)和根冠比,以及根、茎、叶中的Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)离子含量及其对K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)离子的吸收和选择性运输能力,探究钙胁迫处理对白枪杆幼苗生长和根、茎、叶中矿质离子分配、吸收与运输的影响。【结果】低、中、高钙胁迫下,白枪杆幼苗生长均受到一定程度的抑制,生物量下降,根冠比增加,其中25~50 mmol/L CaCl_(2)胁迫下各器官生物量表现为叶>根>茎,75 mmol/L胁迫下则表现为根>叶>茎。随钙胁迫程度的加剧,白枪杆幼苗叶、根中的Na^(+)含量显著降低,茎中Na^(+)含量明显增加;K^(+)在叶、根中的含量有所增加,但主要积累根中;Ca^(2+)、Mg^(2+)主要积累在叶中,随钙胁迫加重叶中的Ca^(2+)含量递增,Mg^(2+)含量则以50 mmol/L CaCl_(2)处理下最高。叶中的K^(+)/Na^(+)值与Ca^(2+)/Na^(+)值随钙胁迫加重总体均呈上升趋势,茎、根中的K^(+)/Na^(+)值及各器官中的Mg^(2+)/Na^(+)值均以50 mmol/L CaCl_(2)处理下最高。钙胁迫下,根向叶运输K^(+)及向茎运输Ca^(2+)、Mg^(2+)能力下降,根、茎向叶运输Ca^(2+)、Mg^(2+)能力上升。【结论】白枪杆幼苗通过调节各器官生物量和离子分配适应钙的胁迫,主要通过茎对Na^(+)的截留减少Na^(+)对叶片的毒害,以维持叶片的正常生理功能,同时其对高钙生存环境的适应能力也与Ca^(2+)、Mg^(2+)的选择性运输能力增强有关。