中文摘要：

采用双层培养体系对重盐渍区棉花根系主动回避盐层生长的现象进行模拟，研究根系回避盐层生长的生理调控机制。通过全方位观察盐梯度条件下根系构型变化，根冠细胞淀粉粒变化，确定根系发生弯曲所需响应时间和根冠细胞淀粉粒与根系失去向地性生长的关系；进一步研究根尖弯曲两侧激素含量动态变化，活性氧信号变化，盐离子在根尖部位即时流速，特别是Ca2+在根尖部位的积累和分布以及相应离子通道的影响等，阐明棉花根系响应底层盐胁迫信号从而改变根系生长方向的生理学调控途径。丰富和扩展棉花耐盐机理学说，为重盐渍区棉花栽培提供新的思路和理论依据。

结论摘要：

本试验以冀棉958为试验材料,利用MS双层培养基模拟滨海盐碱土盐分垂直方向梯度分，研究棉花根系对盐胁迫的响应机制。通过研究棉花根系构型变化、淀粉粒的积累和分布、营养物质的运输分配、盐离子的吸收外排及可能运输方向、激素信号的调控、活性氧信号的参与，以及盐离子信号传导的可能途径，揭示棉花根系避盐调控机理，丰富植物耐盐理论，为盐碱地棉花种植提供理论支撑。研究结果表明，根系接触盐信号后，迅速启动SOS1途径，通过外排Na+降低细胞的单盐毒害，同步激活活性氧（ROS）信号调节途径，调动植物抗逆体系，提高抗氧化酶活性，使细胞膜避免或减轻伤害，为质膜和液胞膜上的Na+/H+质子泵和H+-ATPase活性的提高及对离子的跨膜运转提供保障，同源NHX1-1和NHX1-2 表达量随之显著升高，共同调控离子在植株体内的运输和分布。Na+在近盐侧根际表面外排量大，远盐侧根系外排量小，反之，H+质子和K+离子在近盐侧根系外排量小，远盐侧外排量大；Ca2+在近盐侧和远盐侧均表现为内流，并且近盐侧根系内流较大。这说明由于盐分不均衡分布，造成包括盐离子在内的离子在根系横剖面上的不均衡分布，远盐侧根系表面由于H+质子的大量外排，可能导致根系两侧存在pH值梯度，远盐侧pH值较低，偏酸性，促使IAA在该部位累积，抑制根系伸长，从而诱发根系失去向地性避盐生长。同时，IAA在根尖部位的总量升高，也调动营养物质向该部位的运输，可溶性糖含量增加不仅增强细胞渗透调节能力，还促进淀粉粒的合成。这可能是棉花根系发生失去向地性避盐生长过程中，根冠淀粉粒分布从根顶端冠层细胞延伸至分生区外层细胞，而没有发生降解的原因之一。