蘇打鹽堿脅迫對猴樟幼苗滲透調(diào)節(jié)的影響研究

貢丹敏 冒國嬌 劉曉艷

摘 要：為研究猴樟幼苗耐鹽堿脅迫的能力，以1年生猴樟幼苗為材料，采用0、50mmol·L-1、100mmol·L-1、300mmol·L-1的Na2CO3和NaHCO3（摩爾比Na2CO3∶NaHCO3=1∶1）混合溶液進(jìn)行處理，測定其葉片的丙二醛、可溶性糖、脯氨酸及可溶性蛋白的含量。結(jié)果表明，處理7d時，不同蘇打鹽堿脅迫處理均提高了猴樟幼苗葉片的脯氨酸、可溶性糖和丙二醛的含量，50mmol/L和100mmol/L的脅迫處理提高了猴樟幼苗葉片可溶性蛋白含量，但300mmol/L的脅迫處理則降低了可溶性蛋白含量；隨著培養(yǎng)時間的延長，50mmol/L和100mmol/L的脅迫處理的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛的含量呈先升高再下降的趨勢，而300mmol/L的脅迫處理的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量呈下降趨勢，丙二醛含量呈上升趨勢。28d時，50mmol/L脅迫處理的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量與對照差異不顯著，而100mmol/L處理顯著高于對照，300mmol/L處理均顯著低于對照。50mmol/L和100mmol/L處理的丙二醛含量與對照無明顯差異，而300mmol/L處理的丙二醛含量明顯高于其他處理。表明猴樟幼苗能耐受100mmol/L蘇打鹽堿脅迫處理。

關(guān)鍵詞：鹽堿脅迫；猴樟；幼苗；滲透調(diào)節(jié)

中圖分類號 S792.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2019）07-0023-04

Abstract：The annually Cinnamomum bodinieri seedlings were used as material，treated with a mixture of 0，50mmol·L-1，100mmol·L-1，300mmol·L-1 Na2CO3 and NaHCO3（Molar ratio Na2CO3∶NaHCO3 = 1∶1）， to study the ability of resistance to saline-alkali stress. The content of malonaldehyde，soluble sugar content，proline content and soluble protein content in leaves of Cinnamomum bodinieri seedlings were determined. The results showed that the contents of proline，soluble sugar and malonaldehyde in the leaves of Cinnamomum bodinieri seedlings were increased by different soda saline-alkali stress treatment under the treatment of 7d，and the content of soluble protein was increased by 50mmol/L and 100mmol/L soda saline-alkali stress treatment. However，the soluble protein content were reduced by 300mmol/L soda saline-alkali stress treatment；The proline content，soluble sugar content，soluble protein content and malondialdehyde content treated with 50mmol/L and 100mmol/L soda saline-alkali stress increased and then decreased with increasing culture time. The proline content，soluble sugar content and soluble protein content treated with 300mmol/L soda saline-alkali stress showed a decreasing trend，and the malonaldehyde content showed an increasing trend. At 28d，the contents of proline，soluble sugar and soluble protein treated with 50mmol/L soda saline-alkali stress were not significantly different from those of control，while those of treated with 100mmol/L was significantly higher than the control，and those of treated with 300mmol/L was significantly lower than the control. The malonaldehyde content of 50mmol/L and 100mmol/L was not significantly different from the control，while the malonaldehyde content of 300mmol/L was significantly higher than other treatments. Conclusion：Cinnamomum bodinieriseedlings can tolerate 100mmol/L soda alkali stress.

Key words：Salt and alkali stress；Cinnamomum bodinieri；Seedlings；Osmotic regulation

猴樟（Cinnamomun bodinieri Levl.）為樟科、樟屬常綠喬木，多分布于我國云南、四川、湖北、湖南、貴州等地，生長于山坡中下部、石灰?guī)r山或宅旁，具有生長迅速、材質(zhì)優(yōu)良、樹形美觀、抗性強(qiáng)等優(yōu)點，是我國重要的造林綠化樹種和經(jīng)濟(jì)樹種[1]。猴樟在我國最早是作為精油資源和林用樹種進(jìn)行研究和應(yīng)用的[2，3]，學(xué)者們從光合特性和生長發(fā)育特性角度提出猴樟抗性和生長速度均優(yōu)于香樟[Cinnamomum camphora （L.） presl.]的結(jié)論[3-4]。江西[5]、河南[6]、江蘇[7]等地相繼將猴樟作為園林綠化樹種進(jìn)行引種栽培并取得成功，猴樟作為綠化樹種在我國北方地區(qū)推廣栽培逐漸受到人們關(guān)注。我國蘇北地區(qū)土壤pH值在7.2～8.3，土壤易板結(jié)，有機(jī)質(zhì)含量低，礦質(zhì)營養(yǎng)元素缺乏[8]，不利于樟屬植物的養(yǎng)分吸收和生長發(fā)育。CO32-和HCO3-是引起土壤堿化的主要原因，以Na2CO3和NaHCO3為主要鹽分的堿脅迫對植物生長發(fā)育的危害遠(yuǎn)大于NaCl與Na2SO4為主的鹽脅迫[9]，導(dǎo)致樟屬植物栽培過程中常發(fā)生缺鐵性黃化病。主要表現(xiàn)為葉片黃化，光合速率降低[10]，根系生長受到抑制，老化加快，根系活力下降，Zn、Fe、N、Mn[11]、P、Mg[12]元素的吸收受到影響。而且前關(guān)于鹽堿條件對猴樟耐鹽堿性的研究報道還較少。為此，本研究采用單一盆栽模式，探索不同程度Na2CO3和NaHCO3處理對猴樟幼苗生長期間滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響，以期為猴樟幼苗耐鹽堿品種的選育和耐鹽堿機(jī)理的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料 試驗材料選自宿遷學(xué)院樟屬植物資源圃生長正常的1年生盆栽猴樟幼苗。盆高20cm，上口直徑18cm，苗高20～25cm，栽培基質(zhì)為基地田園土，土重3.0kg、土壤pH7.56、電導(dǎo)率（EC）808μS·cm-1、有機(jī)質(zhì)含量13.8g·kg-1、有效鉀含量14.21μg·g-1、有效鐵含量10.64μg·g-1，NH4+-N含量37.22μg·g-1、NO3--N含量266.44μg·g-1、有效磷含量26.73μg·g-1，每盆1株。

1.2 試驗設(shè)計 2018年6月8日將幼苗移入盆中，在玻璃溫室中進(jìn)行培養(yǎng)，共60盆，分4個處理，每處理15盆。2018年9月18日上午9：00，以清水（pH值為6.05）為對照，采用50mmol·L-1、100mmol·L-1、300mmol·L-1的Na2CO3和NaHCO3（摩爾比Na2CO3∶NaHCO3=1∶1）混合溶液（pH分別為8.05、8.74、9.31）進(jìn)行處理。

1.3 測定方法與數(shù)據(jù)統(tǒng)計 處理后每7d檢測1次各處理植物葉片的丙二醛（MDA）含量、脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量，重復(fù)3次，取平均值進(jìn)行統(tǒng)計。MDA含量采用硫代巴比妥酸法[13]、脯氨酸含量采用茚三酮法[13]、可溶性糖含量采用蒽酮比色法[13]，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)染色法[13]。采用Microsoft Excel整理與分析數(shù)據(jù)，用SPSS21.0進(jìn)行顯著性差異分析（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘇打鹽堿脅迫對猴樟幼苗葉片MDA含量的影響 由表1可以看出，處理7d時，不同程度的蘇打鹽堿脅迫均提高了猴樟幼苗葉片的MDA含量，其中50mmol/L和100mmol/L處理的MDA含量與對照的差異不顯著，而300mmol/L處理的MDA含量與對照的差異顯著（p<0.05）；隨著培養(yǎng)時間的延長，各處理的葉片MDA含量均呈先升高再下降的趨勢，各處理的MDA含量提高幅度分別為0.02μmol·g-1（FW）、0.03μmol·g-1（FW）、0.02μmol·g-1（FW）、0.13μmol·g-1（FW），其中300mmol/L處理的提高幅度最大；到28d時，300mmol/L處理的猴樟幼苗逐漸死亡，而其他處理的仍正常生長。

2.2 蘇打鹽堿脅迫對猴樟幼苗葉片脯氨酸含量的影響 由表2可以看出，處理7d時，不同程度的蘇打鹽堿脅迫均提高了猴樟幼苗葉片的脯氨酸含量，其中50mmol/L和300mmol/L處理的脯氨酸含量與對照的差異不顯著，而100mmol/L處理的脯氨酸含量與對照的差異顯著（p<0.05）；隨著培養(yǎng)時間的延長，各處理的葉片脯氨酸含量均呈先升高再下降的趨勢，對照、各處理的50mmol/L和100mmol/L處理的脯氨酸含量提高幅度分別為0.56μg·g-1（FW）、0.94μg·g-1（FW）、1.82μg·g-1（FW），其中100mmol/L處理的增幅最大，而100mmol/L處理的呈逐漸下降趨勢，到第28d時，顯著低于其他處理（p<0.05）。

2.3 蘇打鹽堿脅迫對猴樟幼苗葉片可溶性糖含量的影響 由表3可以看出，處理7d時，不同程度的蘇打鹽堿脅迫均顯著提高了猴樟幼苗葉片的可溶性糖含量，其中以100mmol/L處理的可溶性糖含量與對照的差異極顯著（p<0.05），增幅最大；隨著培養(yǎng)時間的延長，對照的葉片可溶性糖含量呈上升趨勢，50mmol/L和100mmol/L處理的可溶性糖含量呈明顯的先升高再下降的趨勢，100mmol/L處理的可溶性糖含量基本保持在4.81%～4.97%，顯著高于其他處理（p<0.05），300mmol/L處理呈下降趨勢；到28d時，50mmol/L處理的可溶性糖含量與對照無顯著差異，而100mmol/L處理的顯著高于對照（p<0.05），300mmol/L處理的顯著低于對照（p<0.05）。

2.4 蘇打鹽堿脅迫對猴樟幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響 由表4可以看出，處理7d時，50mmol/L和100mmol/L蘇打鹽堿脅迫處理提高了猴樟幼苗葉片的可溶性蛋白含量，而300mmol/L處理降低了可溶性蛋白含量，其中100mmol/L處理與對照的差異顯著（p<0.05）；隨著培養(yǎng)時間的延長，對照、50mmol/L和100mmol/L處理的可溶性蛋白含量呈先升高再下降的趨勢，而300mmol/L處理的可溶性蛋白含量呈下降趨勢，整個過程中100mmol/L處理的可溶性蛋白含量高于其他處理（p<0.05）；到28d時，50mmol/L和100mmol/L處理的可溶性蛋白含量明顯高于對照（p<0.05），而300mmol/L處理的顯著低于對照（p<0.05）。

3 結(jié)論與討論

不同地區(qū)鹽堿地鹽分離子的組成差異很大，以Na2CO3和NaHCO3為主要鹽分的堿脅迫對植物生長發(fā)育的危害遠(yuǎn)大于NaCl與Na2SO4為主的鹽脅迫[9]。由于土壤中大量碳酸鹽的水解作用，致使土壤的值在8.5以上，土壤物理性質(zhì)差，粘粒分散，堿化層粘重，通透性、保水、保肥能力下降，耕性極差[14]；另外，鹽堿土壤環(huán)境對植物生長發(fā)育的影響很大，能抑制植物的許多生理過程，如抑制光合作用、干擾根系對礦質(zhì)的吸收和利用、影響呼吸作用等[15，16]。滲透脅迫是植物鹽堿脅迫的重要表現(xiàn)之一，植物會通過積累一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖等，抵御滲透脅迫的不良影響，還能通過合成大量的脯氨酸以保護(hù)細(xì)胞膜不受傷害[17]。在本實驗中，處理7d時，不同蘇打鹽堿濃度脅迫處理均提高了猴樟幼苗葉片脯氨酸含量和可溶性糖含量，50mmol/L和100mmol/L處理提高了猴樟幼苗葉片可溶性蛋白含量，但300mmol/L處理則降低了可溶性蛋白含量；隨著培養(yǎng)時間的延長，50mmol/L和100mmol/L處理的脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量呈先升高再下降的趨勢，其中100mmol/L處理在整個過程中保持最高水平，而300mmol/L處理則呈下降趨勢，28d時，50mmol/L處理脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量高于對照，但與對照差異不顯著，而100mmol/L處理的顯著高于對照，300mmol/L處理的均顯著低于對照，且出現(xiàn)大量死亡現(xiàn)象，因此可以推斷猴樟幼苗能耐受100mmol/L的蘇打鹽堿脅迫，但不能耐受300mmol/L的蘇打鹽堿脅迫。植物在鹽堿脅迫下除了要承受與鹽脅迫相同的滲透脅迫外，還要抵御高pH脅迫，高pH脅迫易導(dǎo)致植物生理代謝異常，細(xì)胞內(nèi)部活性氧積累，從而加劇膜傷害，甚至導(dǎo)致植物的程序性死亡[18]。研究認(rèn)為，NaHCO3脅迫導(dǎo)致植物發(fā)芽期的根系生長受到抑制，幼苗期的鮮重減少，植物MDA含量隨土壤pH值的提高而提高，MDA累積被認(rèn)為是植物細(xì)胞膜受傷的指標(biāo)之一[15，19]。從本實驗結(jié)果來看，蘇打鹽堿處理在處理7d時，增加了猴樟幼苗葉片中的MDA含量，但隨著培養(yǎng)時間的延長，50mmol/L和100mmol/L處理的MDA含量在小幅度升高后下降，28d時，與對照無明顯差異，而300mmol/L處理的MDA含量整個過程中均明顯高于其他處理，因此也可以推斷猴樟幼苗能耐受100mmol/L蘇打鹽堿脅迫處理，但不能耐受300mmol/L的蘇打鹽堿脅迫。

綜上所述，蘇打鹽堿脅迫能引起猴樟幼苗的滲透脅迫和氧化脅迫，300mmol/L蘇打鹽堿處理能引起植物死亡，而在100mmol/L蘇打鹽堿處理條件下，猴樟幼苗能夠正常生長，且在培養(yǎng)28d后，脯氨酸含量、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量明顯高于對照，而MDA含量與對照無明顯差異。表明猴樟幼苗能耐受100mmol/L蘇打鹽堿脅迫處理。

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（責(zé)編：張宏民）