水稻的抗氧化防御及离子稳态调控系统对盐胁迫的阶段性响应

摘要

为明确水稻抗氧化防御及离子稳态调控系统在不同生育阶段对盐胁迫的敏感性差异，以耐盐水稻品种‘绥粳311’（SJ 311）和盐敏感品种‘绥粳326’（SJ 326）为材料，对于幼苗期（S期）、分蘖拔节期（TJ期）、抽穗开花期（FH期）和结实期（GF期）4个特定阶段，以及从幼苗期开始的3个连续阶段（S+TJ期、S+TJ+FH期、S+TJ+FH+GF期），采用50 mmol/L NaCl模拟盐胁迫，测定2个品种的生长特性（株高、分蘖数、叶绿素含量）、营养元素阳离子（Na⁺、K⁺、Ca2⁺、Mg2⁺及微量元素）、阴离子(Cl^-、SO₄2^-、PO₄^3-)、渗透调节物质（脯氨酸、总可溶性糖）、丙二醛（MDA）含量及抗氧化酶（SOD、APX、CAT、GPX）与非酶抗氧化物质（DHA/AsA、GSH）活性，进而分析其抗盐机理及响应特征。结果表明：2个品种均在S期对盐胁迫最为敏感，其次为FH期。在连续阶段处理中，S+TJ期的胁迫对生长影响不显著。‘SJ 311’在成株期（耐盐性表现为GF期≥FH期>TJ期）和连续盐胁迫下表现出更高耐受性。其超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化氢酶（CAT）活性显著升高，抗氧化能力增强；而谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性相对较低（相对变化为负值）。‘SJ 311’的非酶抗氧化物质DHA/AsA和GSH水平波动幅度小于‘SJ 326’，表明其氧化还原稳态调控能力更强。此外，‘SJ 311’能有效抑制Na⁺的吸收与积累，维持较低的Na⁺/K⁺、Na⁺/Ca²⁺、Na⁺/Mg²⁺比值，且Fe³⁺、Mn²⁺、Co³⁺含量较高，Cl^-和SO₄^2-含量较低，离子稳态调控能力显著增强。综上所述，水稻耐盐性具有显著的阶段特异性，‘SJ 311’通过协同增强抗氧化防御、渗透调节及离子稳态调控能力，在成株期及连续盐胁迫下表现出更强的耐受性。

关键词

水稻 / 盐胁迫 / 抗氧化防御 / 离子稳态调控 / 阶段特异性

基金资助

黑龙江省重点研发计划(创新基地)(JD2023GJ04); 黑龙江省省属科研院所科研业务费(CZKYF2025-1-B010); 黑龙江省农业科学院“农业科技创新跨越工程”重大项目(CX23ZD02);黑龙江省农业科学院院级项目(2020FJZX031);黑龙江省农业科学院绥化分院科技创新项目(SHFY2022-07)