NaCl脅迫對6種蘋果砧木生長及生理指標的影響

焦灰敏　黨艷青　周小魏　努爾買買提?阿布地?zé)崮尽↓埥ù骸⊥躏w雪　王新建

摘要：以山定子、海棠果、SH、紅葉海棠、北美海棠、花紅2年生實生苗為試材，對其進行不同濃度（0.25%、0.50%、0.75%、1.00%）NaCl脅迫處理，以不加鹽為對照，通過對其株高、莖粗、葉綠素含量以及SOD、POD活性的測定，比較其耐鹽性差異。結(jié)果表明，鹽脅迫對SH平均株高生長量有較大的影響;對山定子平均莖粗生長量也有較大的影響;海棠果、紅葉海棠葉綠素含量受鹽脅迫的影響較小;同時鹽脅迫對海棠果SOD、POD活性的影響也相對較小。綜上結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度可以初步推斷，海棠果受鹽脅迫的影響相對較小。

關(guān)鍵詞：蘋果砧木;鹽脅迫;生長指標;生理指標

中圖分類號： S661.101文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）19-0165-03

收稿日期：2018-06-19

基金項目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團重大科技項目（編號：2016jb03-1）。

作者簡介：焦灰敏（1992—），女，重慶人，碩士研究生，研究方向為果樹遺傳育種。E-mail：2577614307@qq.com。

通信作者：王新建，碩士，教授，研究方向為果樹學(xué)。E-mail：wxjzky@163.com。

新疆地區(qū)分布著較大面積的鹽堿地，占灌區(qū)耕地總面積的32.07%，新疆各地區(qū)土壤鹽漬化程度有所不同，其中最為嚴重的是天山南麓、塔里木盆地西部各灌區(qū)。蘋果是南疆園藝產(chǎn)業(yè)中比較重要的果樹，對蘋果屬砧木耐鹽性的研究具有非常重要的意義。有關(guān)蘋果屬砧木耐鹽性的研究多有報道，馬麗清等以珠美海棠和山定子為試材，研究得出，珠美海棠在鹽脅迫條件下膜保護酶系統(tǒng)的活性較高[1]。劉兵在對珠美海棠和新疆野蘋果組培苗耐鹽性研究中發(fā)現(xiàn)，在相同鹽脅迫條件下，珠美海棠葉片中超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性和脯氨酸含量均高于新疆野蘋果[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下紅三葉海棠、盧氏紅果和櫻葉海棠葉片中SOD活性升高幅度較大，珠美海棠葉片中SOD活性保持相對穩(wěn)定，M26在鹽脅迫后期SOD活性才開始下降[1，3-4]。通過楊涓等的研究可知，鹽脅迫下，蘋果葉片通過積累無機離子和可溶性物質(zhì)來降低細胞滲透勢和維持細胞正常的生理代謝[5]。到目前為止，有關(guān)鹽脅迫對山定子、海棠果、SH、紅葉海棠、北美海棠、花紅實生后代生理指標影響的研究鮮見報道。本試驗對蘋果屬6種砧木不同鹽濃度脅迫處理后生理指標進行分析，以期為南疆蘋果生產(chǎn)選育適宜的砧木類型提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、時間、地點

以2016年在阿拉爾地區(qū)采集的SH、海棠果、山定子、北美海棠、紅葉海棠、花紅種子繁育的2年生實生幼苗為試驗材料，將其栽于塔里木大學(xué)園藝試驗站智能溫室中，栽培基質(zhì)以蛭石、草炭、珍珠巖按體積比為10 ∶7 ∶3進行配制，澆灌改良霍格蘭營養(yǎng)液（pH值6.8～7.0）。

1.2 試驗設(shè)計

采用NaCl溶液進行脅迫處理，其濃度分別設(shè)為0.25%、0.50%、0.75%、1.00%，以清水作為對照（CK）。每個處理選生長健壯的30株2年生實生菌用于試驗，重復(fù)3次。為避免高濃度鹽處理造成沖擊效應(yīng)[6]，用逐步增加鹽濃度的方法，每天施加增加0.20%的NaCl溶液，直到達到計劃處理濃度。脅迫處理第12天開始采樣并測定各指標。

1.3 試驗方法

1.3.1 生長指標的測定

NaCl處理前測量已標記好植株的株高、莖粗，試驗結(jié)束后再分別測定。株高采用鋼卷尺進行測量;莖粗采用電子數(shù)顯游標卡尺進行測量。

1.3.2 生理指標的測定

取樣部位為自生長點向下第3～4張完全展開葉。采用95%乙醇測定葉綠素含量[7]，NBT（氮藍四唑）光化還原法測定超氧物歧化酶（SOD）活性[8]，愈創(chuàng)木酚顯色法測定過氧化物酶（POD）活性[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用DPS 7.05和Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對存活植株生長指標的影響

2.1.1 鹽脅迫下存活植株株高相對生長量的變化

不同鹽濃度處理對存活單株株高相對生長量的影響差異不大。由圖1可以看出，山定子、海棠果、SH隨著鹽濃度的增加，株高的相對生長量呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢，山定子株高的相對生長量最低值出現(xiàn)在0.75% NaCl處理下，海棠果和SH則出現(xiàn)在0.50% NaCl處理下，且山定子株高的相對生長量在低濃度時下降速度較緩慢，海棠果和SH的下降速度較快，說明低鹽濃度對海棠果和SH的影響比山定子大。紅葉海棠、北美海棠、花紅隨鹽濃度的增加株高的相對生長量變化趨勢為“下降—上升—下降—上升”，且紅葉海棠、北美海棠株高相對生長量的最低值均出現(xiàn)在鹽濃度為0.25%處理下，而花紅株高相對生長量的最低值則出現(xiàn)在鹽濃度為0.75%處理下，在0.25%鹽濃度處理下，紅葉海棠和北美海棠的下降速度大于花紅，而在0.75%鹽濃度時，花紅的下降速度則大于紅葉海棠和北美海棠，說明低濃度脅迫對紅葉海棠和北美海棠的影響大于花紅，而高濃度脅迫則相反。

2.1.2 鹽脅迫下存活植株莖粗相對生長量的變化

鹽脅迫對6種蘋果砧木存活植株莖粗相對生長量的影響如圖2所示，可以看出，山定子、SH、北美海棠莖粗的相對生長量隨鹽濃度的增加而呈現(xiàn)出“上升—下降—上升”的趨勢，其中山定子、SH、北美海棠共出現(xiàn)2次峰值，分別在鹽濃度為0.25%和1.00%時，且均大于對照，但其最小值卻有所差異，山定子莖粗的相對生長量的最小值出現(xiàn)在0.75% NaCl處理下，SH和北美海棠出現(xiàn)在0.50% NaCl處理下，說明山定子、SH、北美海棠莖粗受鹽濃度的影響差異較大。紅葉海棠莖粗的相對生長量隨NaCl濃度升高的變化趨勢為先升高后降低，花紅的變化趨勢與之相反。海棠果的變化趨勢則接近于山定子、SH系和北美海棠，表現(xiàn)為“上升—下降—上升—下降”，說明海棠果莖粗的相對生長量受鹽濃度變化影響較大。

2.2 鹽脅迫對存活植株生理指標的影響

2.2.1 鹽脅迫對6種蘋果砧木葉綠素含量的影響

由圖3可知，山定子、SH、花紅葉綠素含量隨鹽濃度的增加呈現(xiàn)的變化趨勢為先上升后下降再上升，第1次峰值均出現(xiàn)在鹽濃度為0.25%時，且此時SH的葉綠素含量達最大值，第2次峰值出現(xiàn)在鹽濃度為1.00%時，此時山定子和花紅葉綠素含量達到最大值;山定子和SH葉綠素含量的最小值均出現(xiàn)在鹽濃度為 0.75% 處理下;花紅葉綠素含量的最小值出現(xiàn)在鹽濃度為0.50%。紅葉海棠葉綠素含量的最小值出現(xiàn)在鹽濃度為0.75%。海棠果葉綠素含量隨著鹽濃度的增加表現(xiàn)出下降—上升—下降—上升的變化趨勢，最大值出現(xiàn)在鹽濃度為050%時，其次為1.00%，0.25% NaCl處理下的葉綠素含量最小。北美海棠葉綠素含量的變化趨勢與海棠果相反，最小值出現(xiàn)在鹽濃度為050%時，并且小于對照和1.00% NaCl處理下的葉綠素含量。說明6種砧木葉綠素含量受鹽脅迫的影響有所差異。

2.2.2 鹽脅迫對6種蘋果砧木葉片超氧物歧化酶活性的影響

由圖4可以看出，在不同鹽濃度下各參試植物葉片內(nèi)SOD活性的變化趨勢略有不同，山定子、海棠果、SH、紅葉海棠、花紅葉片內(nèi)SOD活性的變化趨勢為先上升后下降再上升，且鹽處理均大于對照。鹽處理下，山定子和海棠果鹽處理的最小值出現(xiàn)在0.75% NaCl處理下，但山定子的最大值出現(xiàn)在0.50% NaCl處理下，而海棠果的最大值出現(xiàn)在0.25% NaCl處理下。鹽處理下，SH和花紅葉片內(nèi)SOD活性的最大值出現(xiàn)在鹽濃度為1.00%時，SH SOD活性的最小值出現(xiàn)在鹽濃度為050%時，花紅SOD活性的最小值出現(xiàn)在鹽濃度為0.25%時;紅葉海棠葉片內(nèi)SOD活性的最大值出現(xiàn)在鹽濃度為050%時，鹽最小值出現(xiàn)在0.25% NaCl處理下。北美海棠葉片內(nèi)SOD活性變化趨勢為先上升后下降，鹽處理后的SOD活性最大值出現(xiàn)在鹽濃度為0.50%時，最小值出現(xiàn)在鹽濃度為0.25%時，最小值僅占最大值得13%。

2.2.3 鹽脅迫對6種蘋果砧木葉片過氧化物酶活性的影響

由圖5可知，在不同鹽濃度下各參試植物葉片內(nèi)POD活性的變化趨勢有所不同，山定子POD活性隨鹽濃度增加而呈現(xiàn)先下降后上升再下降的變化趨勢，在鹽濃度為0.25%時出現(xiàn)最小值，鹽濃度為0.75%時出現(xiàn)最大值。海棠果和花紅葉片內(nèi)POD活性隨NaCl濃度升高的變化趨勢為先上升后下降的趨勢，其余3種參試植物葉片內(nèi)POD活性呈波動的變化趨勢。NaCl處理下，海棠果和花紅的POD活性最大值出現(xiàn)在鹽濃度為0.75%處理下，海棠果的POD活性最小值出現(xiàn)在鹽濃度為1.00%處理下;花紅POD活性的最小值出現(xiàn)在鹽濃度為 0.25%處理下。SH、紅葉海棠、北美海棠POD活性的最大值出現(xiàn)在鹽濃度為0.25%時，SH和紅葉海棠鹽POD活性的最小值出現(xiàn)在鹽濃度為0.50%時，北美海棠POD活性在鹽濃度為1.00%時出現(xiàn)最小值。

2.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析

對6種蘋果砧木相關(guān)指標進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果（表2）表明，等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度雖有差異，但并未影響關(guān)聯(lián)序的排列，排序依次為紅葉海棠、海棠果、SH、山定子、北美海棠、花紅，由此可以判斷紅葉海棠的耐鹽性最強，其次為海棠果，花紅的耐鹽能力最差。

3 結(jié)論與討論

在鹽脅迫過程中，植物能維持正常的生長和發(fā)育，是篩選耐鹽品種最直觀的和方便的標準。鹽脅迫條件下，植物生長量及其相對生長量的變化可以作為鑒定其耐鹽能力強弱的指標，生長量和相對生長量越小，說明其耐鹽能力越差。本試驗中，6種參試植物，隨著鹽濃度的升高存活植株株高的相對生長量大致呈先下降再上升的趨勢，但紅葉海棠、北美海棠、花紅表現(xiàn)為先下降再上升再下降再上升的波動變化趨勢，說明鹽處理對參試植物產(chǎn)生了不一樣的影響，相對生長量有著不同程度的變化，鹽脅迫處理后各處理株高平均增量分析，SH的平均增量最低，說明鹽脅迫對SH的株高有較大的影響。紅葉海棠莖粗的相對生長量隨NaCl濃度的升高呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢，在鹽濃度為0.25%～1.00%時，先較快的下降，再緩慢的下降。從鹽脅迫處理后各處理莖粗平均增量分析，山定子和花紅的平均增量較低，且其的變化幅度相對較小，說明鹽脅迫對山定子莖粗增量有較大的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下大多數(shù)植物葉綠素含量隨著鹽濃度的上升而下降，其主要原因是因為鹽脅迫提高了葉綠素酶的活性，使葉綠素合成受到影響，并且使葉綠素加快分解和衰老[9-11]。但駱建霞等關(guān)于蘋果屬不同砧木耐鹽性的研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量隨鹽濃度的增加先升高后下降或者是先下降后上升[12]，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量并不單一隨鹽濃度的增加而下降，而是呈現(xiàn)出了先上升后下降再上升、先下降再上升再下降再上升等多種變化趨勢，說明葉綠素含量的變化在一定程度上受參試植物的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，鹽處理后SH、海棠果、紅葉海棠葉綠素含量的平均值較大，說明其受鹽脅迫的影響較小，其中SH葉綠素含量平均值最大，可能是因為其自身的影響造成的，有待進一步深入分析。

鹽脅迫可以影響植物體內(nèi)保護酶的活性，SOD、POD是保護酶的重要組成部分，主要作用是清除植物體內(nèi)的自由基和減輕鹽脅迫帶來的傷害。有研究報道，在鹽脅迫下SOD、POD可以相互協(xié)同作用[13]。張志曉等關(guān)于5種蘋果砧木耐鹽性生理指標的研究發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫條件下，葉片中SOD、POD活性隨著鹽濃度的升高出現(xiàn)2種不同的變化趨勢，一種為隨著鹽濃度的增加而先升高后下降再升高的趨勢，另一種為隨著鹽濃度的增加而先下降后升高再下降的趨勢[14]，本試驗中山定子、海棠果、SH、紅葉海棠、花紅葉片內(nèi)SOD活性的變化趨勢為先上升后下降再上升，山定子POD活性隨鹽濃度增加而呈現(xiàn)先下降后上升再下降的變化趨勢。本研究發(fā)現(xiàn)，海棠果SOD、POD活性最大值與最小值之間的差值最小，而且其各處理間的變化幅度也較小，說明鹽處理對其傷害較小，或者說鹽脅迫對其傷害還未達到需要通過激發(fā)其保護酶活性來降低傷害的程度，而其余參試植物這2種酶的活性變化幅度較大，很難判斷其受害程度，所以需要對其進行更進一步的探索。

鹽脅迫后各參試植物的各指標變化規(guī)律不同，可能是因為不同砧木對鹽脅迫的響應(yīng)機制不同，綜上結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度可以初步推斷海棠果受鹽脅迫的影響相對較小。

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