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    NaCl 脅迫對(duì)銀杏葉綠素和保護(hù)酶活性的影響

    2019-07-30 07:10:12楊俊鸞
    山東林業(yè)科技 2019年3期
    關(guān)鍵詞:銀杏葉綠素葉片

    楊俊鸞

    (山西省林木育種研究中心,山西太原030031)

    銀杏是城市園林中應(yīng)用較廣泛的樹種之一,對(duì)提高園林景觀質(zhì)量具有重要的作用[1]。 城市土壤由于受到多種因素的影響,與農(nóng)田土壤相比表現(xiàn)為肥力降低,土壤鹽堿化嚴(yán)重[2],為此,把握不同鹽濃度脅迫下的銀杏生理特性變化情況,可以為園林景觀設(shè)計(jì)中合理配置銀杏提供理論依據(jù)。 當(dāng)前部分學(xué)者對(duì)鹽脅迫下銀杏生長發(fā)育狀況進(jìn)行了初步的研究工作,如孫聰聰[3]研究認(rèn)為,鹽脅迫下,銀杏幼苗可溶性蛋白,可溶性糖、游離脯氨酸含量顯著升高,以此來協(xié)調(diào)銀杏的生理特性;容曉峰[4]研究認(rèn)為,銀杏隨著鹽脅迫濃度的增大,葉片的光合速率、葉綠素?zé)晒鈪?shù)表現(xiàn)出降低的變化,但是低濃度的鹽脅迫會(huì)顯著促進(jìn)銀杏葉片光合作用的提高;蔣雪梅[5]研究認(rèn)為,鹽脅迫會(huì)使銀杏氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度顯著降低,同時(shí),SOD 活性顯著升高,但是銀杏的雌雄株對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)存在差異;高昆[6]研究認(rèn)為,隨著鹽濃度的增加, 豫谷18 幼苗電導(dǎo)率表現(xiàn)出升高的變化,而光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)為降低的變化;高明遠(yuǎn)[7]研究認(rèn)為,鹽脅迫會(huì)顯著提高白榆葉片內(nèi)含水量、可溶性糖含量,顯著降低MDA含量和電導(dǎo)率。 在前人的相關(guān)研究中,關(guān)于NaCl 脅迫對(duì)銀杏葉綠素和保護(hù)酶活性影響的相關(guān)報(bào)道較少,本文以此為契機(jī),通過分析不同濃度NaCl 對(duì)銀杏生理特性的影響規(guī)律,以期為園林設(shè)計(jì)中科學(xué)應(yīng)用銀杏提供理論依據(jù)。

    1 材料與方法

    1.1 試驗(yàn)材料

    試驗(yàn)于2018年3月至10月在山西省林木育種研究中心試驗(yàn)田內(nèi)進(jìn)行,試驗(yàn)所選銀杏為2年生實(shí)生苗。 試驗(yàn)采取盆栽沙培的方式進(jìn)行,將粗河沙沖洗干凈,裝入口徑22cm,深度27cm 的花盆中,花盆底部孔洞用瓦片墊好, 水分可以自由流出和流入,于3月5日將銀杏苗移栽入花盆中,采用盆浸法澆一次透水。 將栽植好的銀杏苗花盆搬運(yùn)至田間,與田間銀杏苗處于同一生長環(huán)境條件下。 在試驗(yàn)期間,3月20日開始第一次補(bǔ)充營養(yǎng)液(營養(yǎng)液配方見表1),以后每隔15 天補(bǔ)充一次,營養(yǎng)液補(bǔ)充量為500ml/次,同時(shí)根據(jù)花盆內(nèi)河沙的水分含量及時(shí)補(bǔ)充水分,防止發(fā)生干旱脅迫。

    表1 試驗(yàn)所用營養(yǎng)液配方(mg/L)

    1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    本試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理,其中T1 為對(duì)照,與鹽處理灌入等量的清水;T2 處理NaCl 濃度為0.09%,配置方法為稱取0.90gNaCl 溶解入1000mL 水中;T3處理NaCl 濃度為0.14%,配置方法為稱取1.40gNa-Cl 溶解入1000mL 水中;T4 處理NaCl 濃度為0.19%, 配置方法為稱取1.90gNaCl 溶解入1000mL水中。 各處理在4月1日和7月1日各進(jìn)行一次鹽處理,每次鹽溶液的灌入量均為500mL/盆。 隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),每處理60 盆,3 次重復(fù)。

    1.3 試驗(yàn)測定項(xiàng)目及方法

    分別于5-9月每個(gè)月的10日到田間進(jìn)行取樣,取樣時(shí),每處理隨機(jī)選擇6 株銀杏苗木,按照樹冠的上中下3 個(gè)部位取樣, 每個(gè)部位取3 片葉,取樣后

    裝入封口袋內(nèi), 然后放入帶冰的保溫箱中,帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各項(xiàng)生理指標(biāo)的測定。 其中葉綠素采用浸提法測定[8],SOD 采用氮藍(lán)四唑法測定[9],POD 采用愈創(chuàng)木酚法測定[9],CAT 采用高錳酸鉀滴定法測定[8]。 每項(xiàng)指標(biāo)測定6 次,取平均值作為最終結(jié)果。

    1.5 數(shù)據(jù)分析

    數(shù)據(jù)處理使用Excel2010 版軟件, 差異顯著性檢驗(yàn)使用DPS 7.05 軟件。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 NaCl 脅迫對(duì)銀杏葉綠素含量的影響

    由圖1 可知,不同處理對(duì)銀杏葉片內(nèi)葉綠素含量的影響不同,在5、7、8月,T2 分別高于對(duì)照5.46%、5.91%、4.11%,無顯著差異,表明在這3 個(gè)月份低濃度的NaCl 脅迫會(huì)提高銀杏葉片內(nèi)葉綠素含量,6、9月T2 分別低于對(duì)照3.03%、5.66%, 無顯著差異,表明T2 不會(huì)對(duì)銀杏葉片葉綠素含量產(chǎn)生顯著影響;5-9月份,T3 分別比對(duì)照降低了7.02%、8.51%、5.80%、4.29%、19.18%,無顯著差異,表明T3 在整個(gè)試驗(yàn)期間不會(huì)對(duì)銀杏葉綠素含量產(chǎn)生顯著影響;5月T4 分別比對(duì)照降低了15.09%,無顯著差異,表明T4 在5月對(duì)銀杏葉綠素含量影響不顯著,6-9月分別比對(duì)照降低了21.43%、16.18%、19.67%、33.33%,差異顯著, 表明T4 在這4 個(gè)月份會(huì)顯著降低銀杏葉片內(nèi)的葉綠素含量。

    圖1 NaCl 脅迫對(duì)銀杏葉綠素含量的影響

    2.2 NaCl 脅迫對(duì)銀杏SOD 活性的影響

    由圖2 可知, 不同濃度的NaCl 脅迫會(huì)對(duì)葉片內(nèi)SOD 活性產(chǎn)生一定的影響。 5-9月,T4 分別比對(duì)照提高了 16.77% 、14.73% 、18.98% 、20.51% 、17.98%,差異顯著,表明T4 對(duì)銀杏葉片內(nèi)SOD 活性提高具有顯著影響;T3 僅次于T4,與對(duì)照相比分別提高了9.15%、9.35%、12.91%、13.06%、8.00%,無顯著差異,T3 與T4 之間無顯著差異, 表明T3 不會(huì)對(duì)銀杏SOD 活性產(chǎn)生顯著影響, 同時(shí)在T3 基礎(chǔ)上將NaCl 濃度提高至T4 不會(huì)對(duì)SOD 活性產(chǎn)生顯著影響;5-8月份,T2 分別比對(duì)照提高了2.35%、3.82%、4.84%、6.91%,無顯著差異,表明該處理不會(huì)對(duì)銀杏SOD 活性產(chǎn)生顯著影響,T2 與T3 之間無顯著差異,T2 與T4 之間無顯著差異,表明NaCl 濃度自0.09%提高至0.19%在5-8月不會(huì)對(duì)銀杏SOD 活性產(chǎn)生顯著影響;9月份T2 低于對(duì)照2.36%,無顯著差異,T2 顯著低于T4,表明與T2 相比,在9月份NaCl 濃度提高至T4 會(huì)對(duì)銀杏SOD 活性產(chǎn)生顯著影響。

    圖2 NaCl 脅迫對(duì)銀杏SOD 活性的影響

    2.3 NaCl 脅迫對(duì)銀杏POD 活性的影響

    由圖3 可知,鹽脅迫會(huì)對(duì)銀杏POD 活性產(chǎn)生顯著影響,其中T4 在5-9月份始終處于最高值,與對(duì)照相比分別提高了29.72% 、27.17% 、52.76% 、40.53%、46.85%,差異顯著,表明該處理對(duì)提高銀杏POD 活性效果顯著;T3 僅次于T4,5-6月份分別比對(duì)照提高了8.86%、13.57%,無顯著差異,表明T3 在這兩個(gè)月份不會(huì)對(duì)銀杏POD 活性產(chǎn)生顯著影響,7-9月T3 分別比對(duì)照提高了20.35%、23.45% 、26.14%,差異顯著,說明在這3 個(gè)月份T3 會(huì)對(duì)銀杏POD 活性產(chǎn)生顯著影響,同時(shí)在5、6、8月T3 與T4之間無顯著差異, 表明這3 個(gè)月份NaCl 濃度從T3提高至T4 不會(huì)對(duì)POD 產(chǎn)生顯著影響;T2 在5-6月分別比對(duì)照降低了8.65%、9.88%, 無顯著差異,7-8月,T2 分別比對(duì)照提高了7.03%、8.72%、10.67%,無顯著差異, 表明T2 不會(huì)對(duì)銀杏POD 活性產(chǎn)生顯著影響;除6月份外,T2 與T3 之間無顯著差異,表明NaCl 濃度從T2 提高至T3 不會(huì)對(duì)銀杏POD 活性產(chǎn)生顯著影響,T2 顯著低于T4, 說明NaCl 濃度從T2提高至T4 會(huì)對(duì)銀杏POD 產(chǎn)生顯著影響。

    圖3 NaCl 脅迫對(duì)銀杏POD 活性的影響

    2.4 NaCl 脅迫對(duì)銀杏CAT 活性的影響

    由圖4 可知,銀杏CAT 活性表現(xiàn)為隨著生育期延后先升高后降低的變化趨勢(shì), 不同NaCl 處理對(duì)CAT 活性的影響存在差異。 5-9月T4 均處于最高值, 與對(duì)照相比分別提高了7.70U/g、9.89U/g、14.98U/g、15.59U/g、9.11U/g,差異顯著,表明T4 會(huì)對(duì)銀杏CAT 活性產(chǎn)生顯著影響;T3 分別低于T4 處理3.70U/g、5.95U/g、7.68U/g、8.59U/g、6.14U/g, 差異顯著,表明NaCl 濃度從0.14%提高至0.19%對(duì)提高銀杏CAT 活性效果顯著;5-8月,T3 分別高于對(duì)照4.00U/g、3.94U/g、7.30U/g、7.00U/g,差異顯著,表明T3 在這4 個(gè)月份對(duì)提高CAT 活性效果顯著,9月份T3 與對(duì)照之間無顯著差異,表明在9月該處理不會(huì)顯著促進(jìn)銀杏CAT 活性升高;T2 分別高于對(duì)照1.66U/g、1.72U/g、4.00U/g、3.40U/g、2.20U/g, 無顯著差異,表明該處理不會(huì)對(duì)銀杏CAT 活性產(chǎn)生顯著影響,同時(shí)T2 與T3 之間無顯著差異,表明NaCl 濃度從0.09%提高至0.14%不會(huì)對(duì)銀杏CAT 活性產(chǎn)生顯著影響。

    圖4 NaCl 脅迫對(duì)銀杏CAT 活性的影響

    3 結(jié)論與討論

    植物葉綠素是進(jìn)行光合作用的主要器官,葉綠素含量的變化會(huì)對(duì)植物光合作用產(chǎn)生顯著影響[10],并且還會(huì)對(duì)植物光合產(chǎn)物的形成和積累產(chǎn)生影響,從而影響植物生長發(fā)育和抗逆性高低[11]。 從本試驗(yàn)結(jié)果來看, 不同濃度的NaCl 對(duì)銀杏葉片內(nèi)的葉綠素含量影響存在差異,其中0.09%濃度的NaCl 處理葉綠素含量表現(xiàn)出略微升高的變化趨勢(shì),這與關(guān)法春[12]的相關(guān)報(bào)道相似,但是隨著NaCl 濃度的升高,葉綠素含量表現(xiàn)出降低的變化趨勢(shì), 這與牛銳敏[13]的研究結(jié)果相似, 表明NaCl 脅迫會(huì)對(duì)植物葉綠素的合成產(chǎn)生影響。 在逆境條件下,植物體內(nèi)保護(hù)酶活性一般會(huì)升高,以清除過多的氧負(fù)基離子,避免膜系統(tǒng)受到破壞而影響正常代謝活動(dòng)的進(jìn)行[14],從本試驗(yàn)結(jié)果來看,鹽脅迫提高了銀杏葉片內(nèi)保護(hù)酶活性,這與石峰[15]的研究結(jié)果相似,表明保護(hù)酶與植物鹽害之間具有顯著的相關(guān)性。 從不同濃度NaCl的影響來看,0.09%和0.14%濃度的NaCl 不會(huì)對(duì)銀杏葉綠素產(chǎn)生顯著影響,而0.14%濃度以下的NaCl對(duì)SOD、POD 活性影響不顯著,0.19%的NaCl 脅迫則顯著降低了葉片內(nèi)葉綠素含量, 顯著提高了POD、SOD、CAT 活性,表明該濃度的NaCl 對(duì)銀杏生理特性產(chǎn)生了顯著影響。 綜合分析認(rèn)為,0.14%以下濃度的NaCl 不會(huì)對(duì)銀杏生理特性產(chǎn)生顯著影響。

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