氯化鈉脅迫對沙打旺幼苗生化指標的影響

衛(wèi)士美，陳 莉，樊存虎，王 量*

(1.運城市農(nóng)業(yè)委員會 科教站，山西 運城 044000； 2.運城學院 生命科學系，山西 運城 044000；3.運城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院 農(nóng)林與工程系，山西 運城 044000)

氯化鈉脅迫對沙打旺幼苗生化指標的影響

衛(wèi)士美1，陳 莉2，樊存虎3，王 量3*

(1.運城市農(nóng)業(yè)委員會 科教站，山西 運城 044000； 2.運城學院 生命科學系，山西 運城 044000；3.運城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院 農(nóng)林與工程系，山西 運城 044000)

為研究沙打旺幼苗在高鹽分環(huán)境中的適應性，本試驗分別用0、0.6%、1.2%和1.8%NaCl溶液對沙打旺幼苗進行脅迫對比試驗，并測定相關生化活性指標。結(jié)果顯示，Pro和MDA含量隨著鹽分濃度遞增呈先升高再降低趨勢；Pro和MDA達到峰值點時，對應NaCl濃度分別為1.2%和0.6%；POD活性隨著鹽脅迫遞增而增強，1.8%時活性最大。結(jié)果表明，沙打旺幼苗具有較強抗鹽脅迫能力，鹽分濃度1.2%以下的土壤水體環(huán)境適宜沙打旺幼苗生長。

NaCl； 脅迫； 沙打旺； 生化指標

當環(huán)境蒸發(fā)量大于降雨量時，土壤含鹽量出現(xiàn)超標現(xiàn)象[1]。高鹽分土壤可造成土壤肥力下降和表層土的板結(jié)，影響植物根系對土壤營養(yǎng)成分的吸收，造成植物生長障礙，甚至死亡[2-4]。在全球范圍內(nèi)高鹽堿土壤分布約為9.543 8億hm2，其中我國約為991.3萬hm2[5]。而豆科植物沙打旺因兼具改善高鹽土壤環(huán)境和優(yōu)質(zhì)畜牧業(yè)蛋白質(zhì)飼草的雙重價值，研究沙打旺幼苗脅迫效應對指導畜牧業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實意義[6-7]。本試驗通過研究NaCl脅迫效應下沙打旺幼苗的生化指標，旨在為其耐鹽機制和生長環(huán)境提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試沙打旺種子購于江蘇省宿遷市沭陽縣新河鎮(zhèn)綠中城綠化工程有限公司。

1.2 方法

經(jīng)碾磨后，挑選籽粒飽滿、大小均勻的沙打旺種子，用3%雙氧水消毒15 min，再用蒸餾水反復沖洗3次，置于含水濾紙的培養(yǎng)皿中催芽，培養(yǎng)箱溫度25 ℃，保持持續(xù)光照。當幼苗長至4 cm時，挑選長勢均勻的幼苗分為4組，每組10苗，用0、0.6%、1.2%和1.8%NaCl溶液進行10 d脅迫處理，其中不加為空白對照。各組重復3次，試驗完成后測定各組脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和過氧化物酶(POD)指標。Pro含量采用酸性茚三酮比色法；MDA含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法；POD活性采用愈創(chuàng)木酚顯色法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)以平均值±標準差形式呈現(xiàn)，使用Excel 2013匯總統(tǒng)計，SPSS 19.0進行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Pro含量變化

植物機體廣泛存在游離態(tài)Pro，是大分子蛋白和生物酶的重要構件，具有調(diào)節(jié)細胞酸堿性、保護膜相構造、清除有害自由基和調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外滲透壓平衡等作用[8]。在環(huán)境脅迫下，植物機體的游離Pro具有累積趨勢，以提高植物的抗逆性。在不同濃度NaCl脅迫下，各組沙打旺幼苗體內(nèi)Pro含量不同，且差異顯著(表1)。NaCl濃度為0.6%、1.2%和1.8%時，沙打旺幼苗體內(nèi)Pro含量顯著大于NaCl濃度為0的對照組。隨著NaCl濃度的增大，Pro含量呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢，1.2% NaCl濃度時幼苗體內(nèi)的Pro含量達到最大值。

2.2 MDA含量變化

植物在逆境脅迫下，細胞膜通過脂質(zhì)過氧化作用產(chǎn)生MDA，且隨著程度的加重，其含量呈上升趨勢。大量MDA的累積對細胞膜構造具有損傷作用。因此，常把MDA含量作為植物細胞膜脂質(zhì)過氧化、細胞衰老和植物抗逆性的重要指標[9]。在不同濃度NaCl脅迫下，NaCl濃度為0.6%組的沙打旺幼苗體內(nèi)MDA含量顯著大于0、1.2%和1.8%組，試驗濃度為0、1.2%和1.8%組的沙打旺幼苗體內(nèi)MDA含量差異不顯著，但1.2%和1.8%組沙打旺幼苗體內(nèi)MDA的平均值高于0組。

表1 NaCl脅迫下沙打旺幼苗的生化指標

注：同列數(shù)據(jù)后無相同字母表示處理間差異顯著。

2.3 POD活性變化

過氧化氫(H2O2)等過氧化物可引起細胞膜不飽和脂肪酸的過氧化，造成細胞功能降低甚至死亡。POD具有清除植物機體過氧化物的作用。因此，POD是維持細胞膜穩(wěn)定性和完整性的重要物質(zhì)，其活性可作為植物細胞衰老、自我修復和抗逆性的重要指標[10]。在不同濃度NaCl脅迫下，各組沙打旺幼苗體內(nèi)POD活性不同，且差異顯著。NaCl濃度為0.6%、1.2%和1.8%時，沙打旺體內(nèi)POD活性顯著大于對照組。隨著NaCl濃度的增大，POD活性呈正相關關系。NaCl濃度為1.8%時，幼苗體內(nèi)的POD活性達到最大值。

3 討論

游離態(tài)Pro、MDA和POD是植物體內(nèi)重要的抗逆性指標，其含量或活性隨著鹽分脅迫強度的增強而變化[11-13]。鹽分脅迫組的沙打旺幼苗機體Pro含量始終大于對照組，說明高鹽分情況下，沙打旺機體Pro含量的提高增加了植物組織的滲透壓，有利于水分從周圍環(huán)境中進入沙打旺體內(nèi)，對高鹽脅迫具有較強抵抗性；隨著鹽分濃度的增加Pro含量呈現(xiàn)先增大再減小的變化趨勢，說明沙打旺幼苗抵抗環(huán)境高鹽脅迫的能力是有一定限度的，鹽分濃度超過1.2%(NaCl)時，抗脅迫能力逐漸降低。

沙打旺幼苗體內(nèi)MDA含量在0.6%(以NaCl為參考)時達到最高值，其他濃度組差異不顯著，說明細胞膜的過氧化情況在NaCl為0.6%時，所受到的破壞性最強。NaCl濃度大于0.6%時，細胞膜的過氧化情況反而減輕，這可能與POD的持續(xù)升高有關，較高濃度POD對細胞膜具有保護作用，使鹽脅迫下細胞膜脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的MDA相對減小。

隨著鹽脅迫程度的加大，POD活性呈逐漸增強趨勢，說明在高鹽分脅迫下，沙打旺幼苗具有較強抑制細胞膜脂質(zhì)過氧化的能力。MDA含量與POD活性的數(shù)據(jù)變化相互印證，充分說明了沙打旺幼苗具有極強的抗鹽脅迫能力。

綜上所述，MDA是細胞受損程度的側(cè)面指標，反映了POD保護細胞膜健康度的能力大小，Pro含量代表了植株從高鹽分水體中吸收水分的能力。在試驗濃度范圍內(nèi)隨著POD的升高，MDA含量整體呈現(xiàn)良好趨勢。從細胞損傷角度看，NaCl濃度在1.8%以內(nèi)時，植株幼苗并未形成不可逆轉(zhuǎn)的損傷；但當NaCl濃度大于1.2%時，植株中Pro含量卻迅速降低，反映出植株從環(huán)境索取水分的能力下降，即幼苗抗鹽分能力下降，所以土壤水體鹽分濃度小于1.2%時，較為適合沙打旺幼苗的生長；大于1.2%時，沙打旺幼苗開始出現(xiàn)生長抑制。至于更高水體鹽分濃度下引起幼苗衰竭甚至死亡的試驗，需在進一步的系列試驗中探索。

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2017-09-26

運城學院產(chǎn)學研項目(CY-2015005)；山西運城農(nóng)職院科學研究項目(2016AB009)

衛(wèi)士美(1980—)，女，山西運城人，農(nóng)藝師，碩士，從事農(nóng)業(yè)技術推廣工作，E-mail：xiaomeide2006@126.com。

王 量，E-mail：wangliangshanxi@126.com。

文獻著錄格式：衛(wèi)士美，陳莉，樊存虎，等. 氯化鈉脅迫對沙打旺幼苗生化指標的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2017，58(12)：2210-2211，2214.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171240

S541+.9

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0528-9017(2017)12-2210-02

張瑞麟)