9個葦狀羊茅品種的耐鹽性研究

賈崢

（山西省呂梁學院汾陽師范分校 數(shù)學與科學系，山西 呂梁 032200）

9個葦狀羊茅品種的耐鹽性研究

賈崢

（山西省呂梁學院汾陽師范分校 數(shù)學與科學系，山西 呂梁 032200）

采用盆栽法，通過考察9個葦狀羊茅品種（系）在4個鹽濃度下的形態(tài)指標和生理指標來研究其耐鹽性.形態(tài)指標主要有存活苗數(shù)、相對株高、生物量.生理指標主要測定了游離脯氨酸含量和質(zhì)膜相對透性.結果表明隨著鹽脅迫時間的延長，存活苗數(shù)、相對株高和生物量呈遞減趨勢，脯氨酸含量和質(zhì)膜相對透性呈遞增趨勢；此外，還從中發(fā)現(xiàn)3個品種的耐鹽性較高.

葦狀羊茅；鹽脅迫；綜合評價

呂梁市位于山西省中部西側，土壤鹽堿化嚴重.耐鹽堿植物的培植研究已成為開發(fā)利用鹽堿地的主要途徑.葦狀羊茅（Festuca arundinacea Schreb.）屬禾本科羊茅屬（Festuca），別名高羊茅、葦狀狐茅，不僅具抗旱、耐熱、耐澇、耐貧瘠、耐踐踏、病蟲為害輕、枯草層不明顯、綠期長等優(yōu)點，更具有較強的耐鹽堿能力（可在pH4.7～8.5的土壤中生長），是溫帶及南方亞熱帶地區(qū)建立人工草場及改良天然草場的重要草種.近年來逐漸應用于草坪草的建植[1].

迄今為止，人們已經(jīng)對葦狀羊茅的耐鹽性作了一些研究.如韓曉光、夏光敏等[2]以葦狀羊茅種子為材料誘導愈傷組織，用NaCl篩選出耐鹽變異型愈傷組織，并從耐鹽變異型愈傷組織中獲得了耐鹽的再生植株.為了提高葦狀羊茅的耐逆性，吳關庭等[3]以用成熟種子培養(yǎng)的胚性愈傷組織為受體材料，通過農(nóng)桿菌介導法將擬南芥（Arabidopsis thaliana）中與抗逆性相關的CBF1基因?qū)?個供試品種的基因組中，對獲得的112株轉基因植株進行進一步的研究，結果發(fā)現(xiàn)在高鹽與高滲脅迫下轉基因植株具有顯著的生長優(yōu)勢，存活率極顯著地高于對照的非轉化植株；經(jīng)低溫、高溫、干旱和高鹽等逆境脅迫處理后葉片相對電導率平均較對照植株低25%～30%，證明了轉基因植株的耐逆性有所增強.他們的試驗不僅證明了在細胞水平上篩選出的葦狀羊茅耐鹽胚性愈傷組織能夠較穩(wěn)定地保持其耐鹽能力，而且由此耐鹽變異型愈傷組織分化出的再生植株還具有很高的耐鹽能力，為進一步選育葦狀羊茅耐鹽新品系和新品種奠定了基礎.

本試驗以9個葦狀羊茅品種為材料，對其進行了耐鹽性研究，以期篩選出適宜的品種，最終為改良鹽堿地、提高鹽堿地的利用及在鹽堿地發(fā)展草坪業(yè)或畜牧業(yè)提供一定的品種資源.

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料中9個葦狀羊茅品種的編號、名稱和引種地見表1，試驗于2009年3月至5月在呂梁學院汾陽師范分校中進行.

表1 材料表Tab.1 Table of Materials

1.2 試驗方法

1）盆土準備：取大田土（非鹽堿）過篩，隨機抽取少量土壤檢測土壤的水分和鹽分.根據(jù)含水率確定實際需要裝入花盆的干土重，鹽分則忽略不計.取20 cm×20 cm的花盆，每盆裝土1.5 kg，每個材料裝12盆.

2）播種定苗：盆土準備好后，進行播種.播種后應防止降雨的干擾.根據(jù)種子的發(fā)芽率每盆播種20～30粒，出苗后間苗，2葉期之前定苗，每盆留生長整齊一致、分布均勻的10株苗.

3）加鹽處理：待幼苗長至3葉期時進行加鹽處理，按每盆土樣干重的0.2%（CK）、0.4%、0.6%、0.8%共4個濃度加NaCl（化學純）進行鹽處理.每個材料四個處理，三次重復.

1.3 耐鹽性指標的測定

1.3.1細胞膜透性的測定

采用電導法測定不同材料的電導率，以求得相對的細胞膜透性.

于鹽脅迫處理后的第15d用DDS-Ⅱ型電導儀測定各材料的電導率，每個材料重復3次.按照下式計算細胞膜的相對透性.

細胞膜相對透性（%）=（L1/L2）×100%，

式中：L1—葉片殺死前外滲液的電導值，L2—葉片殺死后外滲液的電導值.1.3.2游離脯氨酸的測定

鹽脅迫后15d，取新鮮葉片切成1 cm的小段，采用水楊酸法測定材料的消光值，每個材料重復3次.用下式計算出游離脯氨酸含量[4].

計算公式：C=（A/W）×（V1/V2）×100%，

式中：C——樣品脯氨酸含量（μg/g），V1——樣品提取液體積（mL），

W——樣品重量（g），V2——樣品反應液體積（mL），

A——由標準曲線查得的脯氨酸含量（μg）.1.3.3存活苗數(shù)

加鹽30 d后觀察每盆中存活植株的數(shù)目，記作存活苗數(shù)，根據(jù)材料葉心的枯黃可判斷植株的死亡與否.

1.3.4株高

加鹽30 d后用直尺測定每株幼苗從土壤層到最長葉葉尖的長度，將每盆中10株幼苗的平均值作為株高.

計算公式：相對株高=（鹽處理植株高度/對照植株的高度）×100%

1.3.5 生物干重

生物干重包括地上生物干重和地下生物干重，各自的稱取方法如下：

1）地上生物量干重.加鹽后30 d，用刀片（或剪刀）沿土層割取植株地上部，用自來水清洗干凈后放入烘箱中，在80℃下殺青，105℃下烘干過夜（12 h），在干燥器中冷卻到室溫后用天平稱重（精確到0.001 g），以每盆中所有植株地上部分的總干重作為該材料的地上生物量.

2）地下生物量干重.將花盆中取過地上生物量的土塊（內(nèi)有地下部分）全部轉移到紗布中，用流水不斷的沖洗，將泥土沖走后從紗布中取出存留的根，用濾紙吸干水分，按照上述方法將根烘干至恒重、稱量.以每盆中所有植株地下部分的總干重做為材料的地下生物量.

1.3.6 數(shù)據(jù)處理方法

利用SAS和EXCEL軟件對數(shù)據(jù)進行處理，并進行進一步的綜合評價.

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對葦狀羊茅細胞質(zhì)膜透性的影響

從表2可見，T1～T8等8個品種在低鹽濃度下根細胞相對電解質(zhì)滲出率變化不大，而在高鹽濃度（0.6%）時相對電解質(zhì)滲出率迅速升高，說明鹽脅迫對這幾個品種的影響比較明顯；而T9在各鹽濃度的脅迫下細胞膜相對質(zhì)膜透性增加不大，鹽脅迫對它的細胞膜破壞程度較小，表明T9不易受到鹽脅迫的危害.從表2可知鹽脅迫后的15 d分別測定這些材料葉片的電解質(zhì)滲出率，計算出相對質(zhì)膜透性，方差分析表明材料間有顯著差異（P＜0.05），鹽濃度間存在極顯著差異（P＜0.01）.

表29 份羊茅材料在不同鹽處理下的相對質(zhì)膜透性Tab.2Relative membrane permeability of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatment

2.2 鹽脅迫對葦狀羊茅游離脯氨酸的影響

從表3看出，隨著鹽濃度的升高葦狀羊茅中相對游離脯氨酸含量呈上升的趨勢.在0.6%和0.8%鹽濃度脅迫下較對照顯著增加（P＜0.05），0.4%NaCl濃度處理下相對脯氨酸含量與對照的差異不顯著（P＞0.05）.

2.3 鹽脅迫對葦狀羊茅成活率的影響

隨著鹽濃度的增加葦狀羊茅幼苗的相對成活率逐漸下降（見表4）.0.4%鹽濃度處理下的幼苗的相對成活率與對照之間無顯著差異，而鹽濃度為0.6%和0.8%時幼苗相對成活率卻極顯著地低于對照（P＜0.01），鹽濃度0.4%和0.6%的處理間存活率的差異不顯著（P＞0.05）.

2.4 鹽脅迫對葦狀羊茅株高的影響

經(jīng)方差分析后，從表5得知處理后材料的相對株高顯著低于對照（P＜0.05），且不同處理間株高差異亦達到顯著水平（P＜0.05）.

表39 份葦狀羊茅材料在不同鹽處理下的游離脯氨酸含量μg/gTab.3 Free proline content of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatmentμg/g

2.5 鹽脅迫對葦狀羊茅生物量的影響

方差分析見表6，鹽處理下總生物量極顯著低于對照（P＜0.01），0.4%和0.6%的鹽處理間總生物量的差異達到極顯著水平（P＜0.01），0.8%和0.6%處理間總生物量的差異達到顯著水平（P＜0.05）但是未達到極顯著差異（P＞0.01）.試驗結果表明鹽脅迫下羊茅地上部和地下部的生長均在很大程度上受到抑制，總生物量隨著濃度的增加而降低.

3 討論與結論

植物和環(huán)境發(fā)生作用，首先要通過質(zhì)膜，質(zhì)膜對不良環(huán)境的反應引起質(zhì)膜透性的變化[5].膜透性的變化是反映其接受脅迫傷害程度的一個很好脅變指標.鹽分脅迫對植物的傷害作用主要是離子脅迫致使細胞質(zhì)膜損傷，質(zhì)膜發(fā)生相變，使其選擇性遭破壞，胞內(nèi)大量離子或某些有機物質(zhì)外滲[6].

表49 份材料在不同鹽處理下幼苗的相對成活率Tab.4 Relative survival rate of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatment

表59 份材料在不同鹽處理下的幼苗株高 cmTab.5 Seedings height of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under different salt treatment cm

脯氨酸（proline）是植物細胞質(zhì)中一種游離氨基酸，具有很高的水溶性.有些學者研究認為它可以保護細胞膜系統(tǒng)，維持胞內(nèi)酶的結構，減少胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解，脯氨酸含量的增高能夠降低葉片細胞的滲透勢，防止細胞脫水.它的積累可以防止氮素的流失，而且對植物不產(chǎn)生毒副作用[7].在通常情況下植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量很低，但在逆境條件下植物體內(nèi)的脯氨酸含量可猛增數(shù)十倍至百倍，到目前為止，大量證據(jù)表明脯氨酸的累積具有多種生理意義[8].如作為細胞質(zhì)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)穩(wěn)定大分子結構等，植物體的內(nèi)源脯氨酸可能具有清除活性氧的作用[9]，高濃度的脯氨酸可降低細胞液中鹽濃度、減輕鹽的脅迫作用.總之，脯氨酸有提高植物抗鹽性和降低鹽害的作用，從試驗可得如下結果：

表69 份材料在不同鹽處理下的生物量干重 gTab.6 Biomass dry weight of 9 varieties of Festuca arundinacea Schreb under diffrent salt treatment g

1）隨著鹽處理濃度的加大、鹽脅迫時間的延長，各材料幼苗的存活率顯著下降；葦狀羊茅種質(zhì)材料地上和地下部分的干重明顯降低.在鹽脅迫下，地上和地下相對生物量較高的材料有T4、T2和T3；隨著鹽脅迫濃度的加大，株高明顯下降，其中T7和T5受鹽危害較大，T2和T9受害較輕.

2）脯氨酸在鹽脅迫下的變化率可作為高羊茅種質(zhì)材料抗鹽性鑒定的一個生理指標.葦狀羊茅材料耐鹽性的強弱與質(zhì)膜相對透性呈負相關，試驗結果與苗期表型鑒定結果相符合，因此，鹽脅迫條件下葦狀羊茅細胞膜透性的變化也可作為葦狀羊茅材料耐鹽性鑒定指標之一.

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Salt-tolerance Studies of 9 Varieties of Festuca Arundinacea Schreb

JIA Zheng
（Department of Mathematics and Science，F(xiàn)enyang Normal Branch of Lvliang College，Lvliang 032200，China）

In this paper,9 varieties of Festuca arundinacea Schreb were studied under 4 concentrations of NaCl solu?tion by pot experiments.Morphological indexes(mainly plant survival rate,the relative height and biomass weight)and physiological indexes(relative membrane permeability and free proline content)were observed.So the salt tolerance was comprehensively assessed.The results showed that with the extension of time under salt stress,plant survival rate,the relative height and biomass dry weight increased,relative memberane permeabillty and free proline content decreased.3 varities were found to be able to bear high concentration of salt.

Festuca arundinacea Schreb；Salt stress；Comprehensive evaluation

Q 945.78

A

1674-4942（2011）03-0317-05

2011-04-30

黃 瀾