不同鹽濃度對(duì)楊樹(shù)組培苗抗氧化酶活力的影響

周思言

（響水縣農(nóng)業(yè)干部學(xué)校，江蘇 鹽城 224600）

不同鹽濃度對(duì)楊樹(shù)組培苗抗氧化酶活力的影響

周思言

（響水縣農(nóng)業(yè)干部學(xué)校，江蘇 鹽城 224600）

以NL-895楊組培苗為材料，研究不同濃度的鹽脅迫對(duì)其幾種抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明，在50 mmol/L NaCl處理下其具有較高的耐鹽性，能夠正常生長(zhǎng)。在100 mmol/L NaCl處理下受到一定的氧化脅迫，根對(duì)鹽脅迫比葉更敏感些；在100 mmol/L NaCl鹽脅迫10 d時(shí)，根中AsA-POD活性、GR活性和葉中CAT活性含量與對(duì)照相比，分別上升了82.62%、36.36%、58.05%；鹽脅迫20 d時(shí)，兩種鹽濃度處理下的根中CAT活性變化幅度均大于葉。

楊樹(shù)組培苗；鹽脅迫；氧化脅迫；抗氧化酶；耐鹽性

楊樹(shù)（Populus spp.）是重要的造林綠化樹(shù)種，也是園林綠化、“四旁”綠化、用材和農(nóng)田防護(hù)林的常用樹(shù)種，具有樹(shù)干高大通直、生長(zhǎng)快、栽培管理簡(jiǎn)便等特點(diǎn)[1-3]。

江蘇省海岸線漫長(zhǎng)，海岸帶廣闊，鹽堿地面積大。海堤防護(hù)林的建設(shè)對(duì)樹(shù)種抗逆性特別是耐鹽性的要求較高。鹽堿環(huán)境脅迫下，植物體由于細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生增多，引發(fā)了活性氧的代謝紊亂，對(duì)細(xì)胞造成一系列的毒害[4]。植物在長(zhǎng)期的適應(yīng)過(guò)程中，為了響應(yīng)和防御氧化脅迫，形成了一套精細(xì)而又復(fù)雜的抗氧化系統(tǒng)，其中包括抗氧化酶類和抗氧化劑類?？寡趸割惏▽?duì)ROS起直接作用的過(guò)氧化氫酶（CAT）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（AsA-POD）、超氧化物歧化酶（SOD）等，還包括維持抗氧化物質(zhì)還原性所必須的酶類如谷胱甘肽還原酶（GR）等[5]。本文研究了NL-895楊樹(shù)組培時(shí)不同濃度鹽脅迫對(duì)幾種抗氧化酶活性的影響，探討鹽分對(duì)苗木危害機(jī)理，為楊樹(shù)新品種的開(kāi)發(fā)利用及擴(kuò)大種植范圍提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)采用美洲黑楊雜種優(yōu)良無(wú)性系NL-895楊樹(shù)的組培苗。

1.2 方法

1.2.1 楊樹(shù)組培苗的培養(yǎng)

先將楊樹(shù)莖端剪成1 cm左右，然后將其培養(yǎng)在MS+0.2 mg/L 6-BA+0.02 mg/L NAA+0.02 mg/L TDZ +3%蔗糖+0.65%瓊脂的分化培養(yǎng)基上，約5～6 d開(kāi)始于基部長(zhǎng)出叢芽；30～40 d后叢芽長(zhǎng)至2 cm時(shí)，將各個(gè)芽苗培養(yǎng)在1/2MS+3%蔗糖+0.65%瓊脂的生根培養(yǎng)基上，約5～6 d即可生根，30 d能長(zhǎng)至5 cm左右，根系發(fā)達(dá)；再進(jìn)行一次繼代，繼代培養(yǎng)基同生根培養(yǎng)基，約5～6 d均生出須根，繼續(xù)培養(yǎng)至60 d。

1.2.2 NaCl處理

基本培養(yǎng)基均采用1/2 MS培養(yǎng)基，不加瓊脂，液體培養(yǎng)。設(shè)置0（CK）、50、100、150、200 mmol/L5個(gè)NaCl濃度梯度。NaCl在高壓滅菌前加入，選擇生長(zhǎng)一致的再生芽接種到培養(yǎng)基中，每瓶放1株，每處理10瓶。以上培養(yǎng)條件為高壓鍋滅菌121℃、20 min，pH為5.8，溫度為25℃，濕度為50%～70%，光照為2 000 lux。試驗(yàn)均重復(fù)3次，以3次試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差，采用SPSS18.0軟件進(jìn)行方差分析。

1.2.3 取樣

因?yàn)?50、200 mmol/L NaCl處理的楊樹(shù)幼苗在5～6 d就開(kāi)始出現(xiàn)萎蔫癥狀，最終死亡。因此試驗(yàn)稱取待鹽處理后10 d和20 d對(duì)照、50 mmol/L、100 mmol/L的NaCl處理后的根、葉備用。

1.2.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

過(guò)氧化氫酶（CAT）活性的測(cè)定采用紫外吸收法[6]?？箟难徇^(guò)氧化物酶（AsA-POD）活性的測(cè)定采用AsA氧化法[7]。谷胱甘肽還原酶（GR）活性的測(cè)定根據(jù)李忠光等的方法[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)過(guò)氧化氫酶（CAT）活性的影響

由圖1可知，鹽脅迫10 d時(shí)，根中CAT活性變化幅度不大；鹽脅迫20 d時(shí)，根中CAT活性顯著上升，且50 mmol/LNaCl脅迫下的根中CAT活性高于100 mmol/LNaCl脅迫的。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對(duì)照相比，20 d時(shí)，根中CAT活性的差異達(dá)到極顯著水平。表明短時(shí)間內(nèi)，鹽脅迫對(duì)楊樹(shù)根沒(méi)有顯著的影響；隨時(shí)間的延長(zhǎng)，鹽脅迫能顯著促進(jìn)楊樹(shù)根中CAT活性的上升，但是鹽濃度增加，促進(jìn)作用下降。

由圖1可知，在鹽脅迫10 d時(shí)，50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹(shù)葉中CAT活性比對(duì)照下降了41.47%，到20 d時(shí)卻比對(duì)照上升了52.26%；而100 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹(shù)葉中CAT活性在10 d時(shí)比對(duì)照上升了58.05%，到20 d時(shí)卻比對(duì)照下降了17.10%。雖然50 mmol/LNaCl短時(shí)間內(nèi)能抑制楊樹(shù)葉中的CAT活性，但隨時(shí)間的延長(zhǎng)卻能促進(jìn)葉中CAT活性的上升；而100 mmol/LNaCl短時(shí)間內(nèi)促進(jìn)楊樹(shù)葉中CAT活性上升，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，卻抑制CAT的活性。

圖1 NaCl脅迫對(duì)CAT活性的影響

綜上所述，50 mmol/L NaCl在10 d內(nèi)抑制楊樹(shù)CAT活性，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，卻促進(jìn)楊樹(shù)CAT活性的上升；而100 mmol/L NaCl在10 d內(nèi)能促進(jìn)楊樹(shù)根和葉中CAT活性的上升，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，根中促進(jìn)作用增強(qiáng)，卻抑制葉中CAT活性。

2.2 NaCl脅迫對(duì)抗壞血酸過(guò)氧化物酶(AsA-POD)活性的影響

由圖2可見(jiàn)，鹽脅迫初期（10 d），50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹(shù)根中AsA-POD活性比對(duì)照上升了43.85%，而100 mmol/L NaCl脅迫的卻比對(duì)照上升了82.62%。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對(duì)照相比，10 d時(shí)根中AsA-POD活性的差異達(dá)到極顯著水平；鹽脅迫末期（20 d），鹽脅迫下根中AsA-POD活性與對(duì)照相比上升幅度不大。因此，鹽脅迫能夠促進(jìn)楊樹(shù)根中AsA-POD活性的增強(qiáng)，但隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，鹽脅迫的促進(jìn)作用明顯減弱，且鹽濃度越高，AsA-POD活性下降越明顯。

圖2 NaCl脅迫對(duì)AsA-POD活性的影響

從圖2可以看出，鹽脅迫初期（10 d），50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹(shù)葉中AsA-POD活性比對(duì)照下降了15.98%，100 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹(shù)葉中AsA-POD活性卻比對(duì)照上升了14.51%。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對(duì)照相比，10 d時(shí)葉中AsA-POD活性的差異達(dá)到極顯著水平。鹽脅迫末期（20 d），50 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹(shù)葉中AsA-POD活性比對(duì)照上升了 16.42%；而 100 mmol/L NaCl脅迫下的楊樹(shù)葉中AsA-POD活性比對(duì)照下降了 4.94%，卻比鹽脅迫初期下降了39.94%。方差分析表明，在P＜0.05下，鹽脅迫與對(duì)照相比，20 d時(shí)葉中AsA-POD活性的差異達(dá)到顯著水平。

綜上所述，50 mmol/L NaCl在短時(shí)間內(nèi)促進(jìn)根中AsA-POD活性的增強(qiáng)，抑制葉中AsA-POD活性；但隨時(shí)間的延長(zhǎng)，促進(jìn)根中AsA-POD活性的作用下降，促進(jìn)葉中AsA-POD活性的上升。而100 mmol/L NaCl在短時(shí)間內(nèi)能促進(jìn)楊樹(shù)AsA-POD活性的上升；隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，根中促進(jìn)作用下降，抑制葉中AsA-POD活性。表明在鹽濃度達(dá)到100 mmol/L以上，長(zhǎng)時(shí)間鹽脅迫會(huì)使楊樹(shù)AsA-POD活性下降；且短時(shí)間內(nèi)根對(duì)鹽處理比葉敏感些，到20 d時(shí)，低濃度處理時(shí)葉比根敏感些，而高濃度處理時(shí)根比葉更敏感。

2.3 NaCl脅迫對(duì)谷胱甘肽還原酶(GR)活性的影響

由圖3可見(jiàn)，鹽脅迫10 d時(shí)，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹(shù)根中GR活性僅比對(duì)照下降了9.09%，而100 mmol/L NaCl比對(duì)照上升了36.36%；到20 d時(shí)，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹(shù)根中GR活性比對(duì)照上升了61.54%，而100 mmol/L NaCl比對(duì)照上升了38.46%。因此，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，鹽脅迫促進(jìn)楊樹(shù)根中GR活性的上升，且鹽濃度增加，促進(jìn)作用下降。

圖3 NaCl脅迫對(duì)GR活性的影響

由圖3可知，不同鹽濃度脅迫在短時(shí)間內(nèi)對(duì)楊樹(shù)葉中GR活性均有促進(jìn)作用，但不顯著。鹽脅迫初期（10 d）時(shí)，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹(shù)葉中GR活性與100 mmol/L NaCl相同均僅比對(duì)照上升了9.80%；到20 d時(shí)，50 mmol/L NaCl脅迫下楊樹(shù)葉中GR活性比對(duì)照下降了49.46%，而100 mmol/L NaCl比對(duì)照下降了66.67%。方差分析表明，在P＜0.01下，鹽脅迫與對(duì)照相比，20 d時(shí)葉中GR活性的差異達(dá)到極顯著水平。因此，在鹽處理10 d內(nèi)，NaCl能促進(jìn)楊樹(shù)葉中GR活性的上升，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，則抑制GR活性，且隨鹽濃度增加，這種抑制作用更明顯。50 mmol/LNaCl在鹽處理10 d內(nèi)抑制楊樹(shù)根中GR活性，卻能促進(jìn)葉中GR活性；但處理時(shí)間的延長(zhǎng)，則能促進(jìn)根中GR活性，卻抑制葉中GR活性。100 mmol/L NaCl在10 d內(nèi)促進(jìn)根葉中GR活性的上升；處理時(shí)間的延長(zhǎng)，則促進(jìn)作用下降，甚至抑制葉中GR活性。在鹽脅迫20 d時(shí)，50 mmol/LNaCl脅迫下根葉中GR活性均高于100 mmol/LNaCl。表明當(dāng)鹽濃度大于100 mmol/L NaCl以上時(shí)，楊樹(shù)GR活性下降得更明顯。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，NaCl脅迫下楊樹(shù)組培苗的幾種抗氧化酶的活性發(fā)生了一系列的變化。在正常情況下，植物細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除處于動(dòng)態(tài)平衡，而當(dāng)植物在逆境下，由于體內(nèi)活性氧代謝加強(qiáng)而使活性氧發(fā)生積累，當(dāng)積累超過(guò)抗氧化系統(tǒng)的清除能力時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致抗氧化酶活性的降低和膜脂過(guò)氧化[9-12]。CAT、AsA-POD等保護(hù)酶類在植物體內(nèi)協(xié)同作用清除過(guò)量的活性氧，維持活性氧的代謝平衡，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)，從而使植物在一定程度上忍耐、減緩或抵御逆境脅迫傷害[13]。GR是一種黃素蛋白氧化還原酶，在抗氧化脅迫中的作用體現(xiàn)在通過(guò)抗壞血酸、谷胱甘肽循環(huán)使植物細(xì)胞重要的兩種非酶抗氧化劑——抗壞血酸、谷胱甘肽得以再生[14]。

以上分析在一定程度上表明了楊樹(shù)具有一定的耐鹽能力，在50 mmol/LNaCl處理下具有較高的耐鹽性，能夠正常生長(zhǎng)；而在100 mmol/L NaCl處理下受到一定的氧化脅迫；150 mmol/L NaCL和200 mmol/LNaCl處理的楊樹(shù)幼苗萎蔫死亡，表明此濃度超出楊樹(shù)可耐受范圍。根對(duì)鹽脅迫比葉更敏感些，因?yàn)楦瞪L(zhǎng)在土壤中，直接與鹽漬環(huán)境接觸，受鹽分影響最大、最直接。本課題利用NL-895楊樹(shù)的組培苗研究微環(huán)境下不同濃度鹽脅迫對(duì)楊樹(shù)生長(zhǎng)的影響，僅是從楊樹(shù)根、葉脅迫后表現(xiàn)出來(lái)的幾種抗氧化酶活性變化上得出楊樹(shù)具有一定的抗鹽性，這對(duì)研究楊樹(shù)抗鹽性方面提供了一定的理論依據(jù)，為楊樹(shù)新品種的開(kāi)發(fā)利用擴(kuò)大種植范圍提供技術(shù)參考。然而植物抗鹽作用機(jī)制是比較復(fù)雜的，衡量耐鹽性的指標(biāo)也很多，這還有待于我們從其他方面更全面的分析，并對(duì)楊樹(shù)抗鹽性作進(jìn)一步深入的研究。

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（責(zé)任編輯：楊婷婷）

Effects of Different Salinities on the Antioxidase Activities of Poplar Tissue Culture Plantlets

ZHOU Siyan

(Agricultural Cadre School of Xiangshui County,Yancheng 224600,Jiangsu,China)

In this paper tissue culture plantlets of poplar variety NL-895 were used as materials to study effects of different salinities on the antioxidase activities.The results showed that the plantlets treated with 50 mmol/L NaCl had relatively high salt tolerance and could grow normally.Those treated with 100 mmol/L NaCl suffered some oxidative stress with the roots being more sensitive to salt stress than the leaves;when salt stressed with 100 mmol/L NaCl for 10d,the active contents of AsA-POD and GR in the roots and the active contents of CAT in the leaves were 82.62%,36.36%and 58.05%higher than those of the control group respectively;when salt-stressed for 20 d, the rangeabilities of CAT in the roots were higher than those in the leaves in the two salinities.

Poplar tissue culture plantlets;Salt stress;Oxidative stress;Antioxidase;Salt tolerance

S792.11

A

2095-0152（2016）06-0017-04

2016-10-17

2016-11-05

周思言（1989-），女，助理工程師，主要從事基層農(nóng)林技術(shù)培訓(xùn)推廣工作。E-mail：xsngx2010@163.com