NaCl脅迫對黃瓜幼苗生長及細胞膜透性的影響

沈季雪，蔣景龍＊，田 雲(yún)，劉 璇

（1.陜西理工大學生物科學與工程學院，陜西漢中723001；2.漢中鋪鎮(zhèn)中學，陜西漢中723001）

生理生化·耕作栽培

NaCl脅迫對黃瓜幼苗生長及細胞膜透性的影響

沈季雪1，蔣景龍1＊，田 雲(yún)1，劉 璇2

（1.陜西理工大學生物科學與工程學院，陜西漢中723001；2.漢中鋪鎮(zhèn)中學，陜西漢中723001）

為黃瓜耐鹽性生理機制的研究奠定基礎及耐鹽品種的推廣應用提供參考，以津研四號、新津研七號、新津春四號、新津優(yōu)一號、唐山秋瓜和春夏秋王6個黃瓜品種幼苗為試驗材料，研究添加不同濃度NaCl溶液處理對幼苗生長形態(tài)、葉片鮮重、干重、葉面積、相對電導率和丙二醛含量等指標的影響，并利用隸屬函數(shù)法綜合分析其耐鹽性。結果表明：隨NaCl溶液處理濃度增加，幼苗葉片鮮重、干重和葉面積下降；葉片細胞膜傷害程度加重，相對電導率和丙二醛含量升高。6個黃瓜品種的耐鹽能力強弱依次為津研四號＞新津研七號＞新津春四號＞新津優(yōu)一號＞唐山秋瓜＞春夏秋王。

黃瓜；鹽脅迫；相對電導率；丙二醛；隸屬度

黃瓜（Cucumis sativus L.）為葫蘆科黃瓜屬植物，起源于喜馬拉雅山的熱帶雨林地區(qū)，是世界各地普遍種植的蔬菜作物［1］。我國是世界上黃瓜種植面積最大的國家，在我國北部地區(qū)，黃瓜為設施栽培的主要蔬菜。隨著設施園藝的發(fā)展，我國保護地黃瓜發(fā)展勢頭迅猛，目前已占到黃瓜種植面積的42%左右，但隨之帶來許多生產(chǎn)問題，由于設施土壤不受雨水淋洗，施入的多余肥料全部殘留于土壤中并逐年累積引起設施土壤次生鹽漬化，嚴重影響蔬菜的產(chǎn)量和品質，阻礙蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展［2］。鹽脅迫是影響作物生長與產(chǎn)量的主要非生物脅迫之一，引起設施土壤次生鹽漬化主要有8種鹽分離子，土壤次生鹽漬化中NaCl含量較多［3］。目前，有關作物對鹽脅迫響應的研究多集中于小麥和玉米等作物［46］，而對黃瓜的相關研究較少。為此，筆者等選取6個品種黃瓜幼苗為供試材料，分析生長形態(tài)和細胞膜透性對NaCl脅迫的響應，以期為黃瓜耐鹽性生理機制的研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 黃瓜品種

唐山秋瓜、新津優(yōu)一號、新津春四號、津研四號、春夏秋王和新津研七號等6個品種黃瓜種子于2016年2月26日從陜西省漢中市特優(yōu)蔬菜種子站購得，具體特征及來源見表1。

表1 供試黃瓜品種特征及其來源Table 1 Characteristics and origin of tested cucumber cultivars

1.2 試驗設計

將黃瓜種子用50℃溫水浸泡20min后放置于蒸餾水中吸脹6h。然后將種子播種于營養(yǎng)土中，置于智能光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待所有幼苗第1片真葉完全展開時，選取長勢一致的幼苗分別用NaCl溶液100mmol／L、150mmol／L和200mmol／L（即3個處理）相同用量連續(xù)澆灌10d，以蒸餾水澆灌作為對照，取黃瓜幼苗真葉測定有關指標，3次重復。

1.3 指標測定

1.3.1 生長指標 隨機選取幼苗測量第2片真葉的葉長（葉柄至葉尖的長度），根據(jù)文獻［7］的方法計算葉面積。用蒸餾水沖洗干凈葉片并吸干水分后稱鮮重，于105℃殺青15min，85℃下烘干12h后稱干重［8］。

1.3.2 生理指標 參照文獻［9］的方法測定相對電導率（REC），參照文獻［10］的方法計算細胞傷害率（MIP），采用硫代巴比妥酸法［11］測定丙二醛（MDA）含量。

REC＝（浸泡液電導率／煮沸后浸提液電導率）×100%

式中，R為鹽處理下電解質滲出率，RCK為對照組的電解質滲出率。

1.3.3 葉片超氧陰離子分布 氮藍四唑（NBT）在超氧陰離子（O2－·）作用下還原形成不溶于水的藍色二甲替，從而達到定位O2－·的作用。因此，采用氮藍四唑染色法［12］檢測黃瓜葉片內源超氧陰離子組織分布變化。

1.4 耐鹽性綜合評價

采用隸屬函數(shù)法對數(shù)據(jù)進行分析，以確定各指標對黃瓜耐鹽性影響的程度，評價其抗鹽能力。隸屬函數(shù)公式：

式中，i為某個黃瓜品種，j為某項指標，Tij為i品種j指標抗鹽隸屬函數(shù)值，Xij為i品種j指標測定值，Xjmin為所有品種所有鹽度梯度下j指標最小值，Xjmax為所有品種所有鹽度梯度下j指標最大值。某項指標與抗鹽性呈負相關，則用1減去正相關的隸屬函數(shù)值即為該項目的隸屬函數(shù)值。隸屬函數(shù)值越大抗鹽能力越強，反之抗性越弱。

1.5 統(tǒng)計分析

用軟件Microsoft Excel 2003統(tǒng)計，用Spss 13.0軟件進行單因素方差分析及多重比較。

2 結果與分析

2.1 黃瓜幼苗的生長形態(tài)

從圖1看出，隨NaCl濃度增加黃瓜幼苗受影響的程度逐漸加重，主要表現(xiàn)為葉片生長受到抑制，葉片較小，植株缺水萎蔫。NaCl濃度為100mmol／L時，津研四號葉片邊緣出現(xiàn)發(fā)黃卷曲現(xiàn)象，唐山秋瓜、新津春四號、春夏秋王和新津研七號葉片略有萎蔫，新津優(yōu)一號受影響程度較?。粷舛葹?50mmol／L時，新津優(yōu)一號和津研四號葉片邊緣發(fā)黃，唐山秋瓜、新津春四號、春夏秋王和新津研七號葉片萎蔫，第2片真葉生長受到抑制；濃度達200mmol／L時，唐山秋瓜和春夏秋王植株萎蔫現(xiàn)象嚴重，新津優(yōu)一號、新津春四號和新津研七號生長受到明顯抑制，幼苗與對照組相比株高降低。表明，NaCl脅迫下新津研七號和新津春四號植株的耐鹽性較強，植株受影響較小。

2.2 黃瓜葉片的生長性狀

從表2看出，6個黃瓜品種在NaCl脅迫下葉片生長均受到明顯抑制，與對照組相比，葉片鮮重、干重和葉面積均呈下降趨勢，3個NaCl濃度處理下6個黃瓜品種的葉片鮮重均顯著降低。NaCl濃度為100mmol／L時，新津優(yōu)一號葉片干重下降不顯著，新津研七號葉片干重下降幅度最大；濃度為150mmol／L、200mmol／L時，新津優(yōu)一號下降幅度最小。NaCl濃度為100mmol／L時，唐山秋瓜葉面積下降不顯著；濃度為150mmol／L時，津研四號葉面積下降幅度最小；濃度為200mmol／L時，春夏秋王葉面積下降幅度最小。表明，在6個黃瓜品種中，津研四號和新津優(yōu)一號葉片受到NaCl脅迫的影響較小，耐鹽性表現(xiàn)較強。

圖1 不同NaCl濃度處理黃瓜幼苗的生長形態(tài)Fig.1 Growth form of cucumber seedlings treated with different concentrations of NaCl

表2 不同NaCl濃度處理黃瓜幼苗葉片的生長性狀Table 2 Growth characteristics of cucumber seedlings treated with different concentrations of NaCl

2.3 黃瓜葉片的細胞膜透性

從表3看出，隨著NaCl濃度增加6個黃瓜品種的葉片相對電導率、細胞傷害率逐漸升高。與對照組相比，NaCl濃度為100mmol／L時，新津春四號的葉片相對電導率升高不顯著，春夏秋王的升高幅度最大；濃度為150mmol／L時，新津研七號的升高幅度最小，津研四號的升高幅度最大；濃度為200mmol／L時，新津研七號的升高幅度最小，唐山秋瓜的升高幅度最大。NaCl濃度為100mmol／L時，新津春四號的細胞傷害率最低，春夏秋王最高；濃度為150mmol／L時，新津研七號的細胞傷害率最低，津研四號最高；濃度為200mmol／L時，新津研七號的細胞傷害率最低，唐山秋瓜最高。表明，在6個黃瓜品種中，NaCl處理對新津研七號細胞膜透性的傷害較小。

表3 不同NaCl濃度處理黃瓜葉片的相對電導率（REC）和細胞傷害率（MIP）Table 3 RECand MIPof cucumber leaf treated with different concentrations of NaCl

2.4 黃瓜葉片的超氧陰離子分布

從圖2可知，與對照組相比，隨NaCl濃度增加，6個黃瓜品種的葉片染色均呈加重趨勢。NaCl濃度為100mmol／L時，新津春四號和唐山秋瓜葉片中超氧陰離子染色染色程度較重，新津研七號染色面積較小；濃度為150mmol／L時，春夏秋王和新津研七號的染色面積較大，新津優(yōu)一號染色面積較小；濃度為200mmol／L時，6個黃瓜葉片中超氧陰離子染色范圍均呈增大趨勢，其中新津春四號和春夏秋王葉片基本全部染色，新津研七號染色面積較小。

圖2 不同NaCl濃度處理黃瓜葉片的超氧陰離子組織化學定位Fig.2 O2ˉ·histochemical localisation of cucumber leaf treated with different concentrations of NaCl

2.5 黃瓜葉片的丙二醛含量

從表4看出，與對照組相比，除NaCl濃度為100mmol／L外，其他濃度6個黃瓜品種的丙二醛含量均呈上升趨勢。NaCl濃度為100mmol／L時，唐山秋瓜的丙二醛含量上升幅度最大，與對照組間差異顯著；濃度為150mmol／L、200mmol／L時，春夏秋王的丙二醛含量上升幅度均最大，與對照組間差異顯著。表明，在NaCl脅迫下，春夏秋王的細胞膜脂過氧化程度高，細胞膜受到的傷害最為嚴重。

表4 不同NaCl濃度處理黃瓜葉片的丙二醛含量Table 4 MDA content in cucumber leaf treated with different concentrations of NaCl mmol／L

表5 6個黃瓜品種的耐鹽隸屬度Table 5 Subordinate function values under salt stress of six cucumber cultivars

2.6 6個黃瓜品種的耐鹽性綜合評價

從表5看出，津研四號的平均隸屬度最大，為0.86；春夏秋王最低，僅0.04。表明，津研四號的抗鹽能力最強，春夏秋王的抗鹽能力最低。6個黃瓜品種的抗鹽能力依次為津研四號＞新津研七號＞新津春四號＞新津優(yōu)一號＞唐山秋瓜＞春夏秋王。

3 結論與討論

鹽脅迫是影響作物生長和產(chǎn)量的主要非生物脅迫之一，全球超過1／5的耕地受到高鹽危害［13］。1）植物在鹽脅迫下幼苗葉片生長受到明顯抑制，如隨鹽濃度的增加，補血草幼苗的葉長和葉寬下降［14］。研究結果表明，隨NaCl處理濃度增加，唐山秋瓜等6個黃瓜品種的幼苗葉片鮮重、干重及葉面積明顯減小。2）植物組織受到逆境傷害時，由于膜脂過氧化、膜蛋白變性及膜脂流動性改變，造成膜相變化和膜結構破壞，使得細胞膜透性增大，從而使細胞內電解質外滲，以至植物細胞浸提液的電導率增大，同時膜脂過氧化產(chǎn)生丙二醛（MDA）［11］。如在脅迫環(huán)境下紫荊幼苗的MDA含量明顯上升，說明幼苗膜脂過氧化作用加強［15］；在鹽脅迫下黃菖蒲幼苗［16］也有相似結果。研究結果表明，隨NaCl處理濃度增加，黃瓜葉片MDA含量和細胞膜相對透性顯著增加，說明NaCl脅迫造成了黃瓜幼苗的膜脂過氧化，細胞膜結構遭到破壞。

應用隸屬函數(shù)法對6個黃瓜品種的耐鹽性進行綜合評價，其耐鹽性依次為津研四號＞新津研七號＞新津春四號＞新津優(yōu)一號＞唐山秋瓜＞春夏秋王。

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（責任編輯：馮 衛(wèi)）

Effects of NaCl Stress on Growth and Cell Membrane Permeability of Cucumber Seedlings

SHEN Jixue1，JIANG Jinglong1＊，TIAN Yun1，LIU Xuan2
（1.School of Biological Science and Engineering，Shaanxi Sci－Tech University，Hanzhong，Shaanxi 723001；2.Hanzhong Puzhen Middle School，Hanzhong，Shaanxi 723001，China）

In order to provide basis for studying on physiological mechanism of salt tolerance of cucumber and provide references for generalization and application of salt－tolerant cucumber cultivars，seedlings of six cultivars of cucumber，including Jinyansihao，Xinjinyanqihao，Xinjinchunsihao，Xinjinyouyihao，Tangshanqiugua and Chunxiaqiuwang，were used as experimental materials to study effects of different concentration of NaCl treatments on growing state，leaf fresh weight，leaf dry weight，leaf area，physiological indexes of relative electric conductivity and contents of malondialdehyde.By the method of subordinate function，comprehensive evaluation on the salt resistance of different cultivars was made.Results：With the increasing of NaCl concentration，leaf fresh weight，leaf dry weight and leaf area decreased significantly.Cell membrance damage of leaf gradually increased.Both the relative electric conductivity and contents of malondialdehyde showed a rising trend.The salt－tolerant ability of the six cucumber cultivars followed the sequence of Jinyansihao＞Xinjinyanqihao＞Xinjinchunsihao＞Xinjinyouyihao＞Tangshanqiugua＞Chunxiaqiuwang.

cucumber；salt stress；relative electric conductivity；malondialdehyde；membership degree

S642.201

A

1001－3601（2016）08－0330－0019－06

2016－07－11；2016－08－02修回

陜西省科技廳自然科學基礎研究計劃項目“H2O2制劑對柑橘抗凍性作用機理研究”（2014JQ3113）；陜西理工大學科研基金項目“低溫脅迫下柑橘的生理應答與CBF3基因克隆”（SLGKY15－41）；陜西理工大學研究生創(chuàng)新基金項目“低溫脅迫下不同栽培品種黃瓜的抗寒性分析”（SLGYCX1617）

沈季雪（1991－），女，在讀碩士，研究方向：逆境植物學。E－mail：summer＿victory＠163.com

＊通訊作者：蔣景龍（1980－），男，講師，博士，碩士生導師，從事逆境植物學研究。E－mail：jiangjinglong511＠163.com