鹽脅迫對(duì)百農(nóng)4199 幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響

黃玲,楊文平,劉虎彪,周猛,梅沛沛,姚素梅

（1.河南科技學(xué)院生命科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003；2.河南省現(xiàn)代生物育種協(xié)同創(chuàng)新中心,河南新鄉(xiāng)453003）

以土壤鹽漬化為代表的非生物脅迫是抑制作物萌發(fā)和限制作物產(chǎn)量的主要因素[1].由于基因型和環(huán)境條件的差異,植物會(huì)采取相應(yīng)的機(jī)制來適應(yīng)鹽分脅迫.小麥作為鹽漬地主要的栽培作物,進(jìn)一步提高鹽漬化土壤小麥產(chǎn)量,對(duì)提高糧食生產(chǎn)能力具有重要意義.小麥的幼苗期對(duì)鹽脅迫最為敏感,是篩選品種耐鹽性和耐鹽能力的關(guān)鍵時(shí)期[2].有研究表明鹽脅迫顯著抑制了小麥幼苗的株高、莖干質(zhì)量、根長(zhǎng)和根干質(zhì)量[3].低濃度鹽脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)、幼苗和根系生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,高濃度鹽脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)均表現(xiàn)抑制作用[4].鹽分對(duì)植物的影響包含兩種情況：因吸水困難而產(chǎn)生的水分脅迫和與鈉離子相關(guān)的影響細(xì)胞功能的離子脅迫[5].鹽脅迫誘導(dǎo)植物體內(nèi)累積大量的Na+影響滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),引起細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)發(fā)生變化,減弱細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)作用.植物可通過積累脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等來調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓,維持細(xì)胞液泡膜的完整性和功能,從而增強(qiáng)植物抵御鹽害的能力[6-8].鹽分脅迫加劇植物葉綠體、線粒體和過氧化物酶體等細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生初始和次級(jí)ROS,如超氧自由基、過氧化氫和羥基自由基,引起細(xì)胞膜系統(tǒng)破壞,抑制作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育.通常植物通過抗氧化酶系統(tǒng)清除活性氧等行為來維持正常的生理機(jī)制,降低鹽脅迫對(duì)植株的傷害.

我國(guó)鹽堿地的土壤面積占全國(guó)總耕地面積的20%以上,且利用率較低,選擇耐鹽性品種是提高鹽堿地利用的舉措之一.目前國(guó)內(nèi)外研究主要集中在鹽分對(duì)小麥種子萌發(fā)[8]、苗期生理特性[9-10]、種子引發(fā)[11]、蛋白組學(xué)[12]和外源物質(zhì)對(duì)抗鹽能力的影響等[12-13]方面.研究選用高光效小麥品種百農(nóng)4199,采用NaCl 模擬脅迫,系統(tǒng)研究不同濃度NaCl 和不同脅迫時(shí)間點(diǎn)條件下小麥幼苗、根系形態(tài)和抗氧化酶指標(biāo)的變化特性,探討高光效小麥幼苗生長(zhǎng)對(duì)以NaCl 為代表的鹽脅迫的生理學(xué)響應(yīng)機(jī)制,研究結(jié)果可為生產(chǎn)中小麥抗鹽害高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù),也為培育耐鹽小麥品種提供可靠的種質(zhì)資源特性依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試小麥品種為河南科技學(xué)院小麥中心提供的高光效品種“百農(nóng)4199”（豫審麥2017003,百農(nóng)高光3709F2/ 矮抗58）,挑選籽粒飽滿、大小均一的種子,用體積分?jǐn)?shù)為10%的H2O2消毒5 min,流水和蒸餾水分別沖洗5 次,浸種至露白,萌發(fā)培養(yǎng)至一葉一心后,選取長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移植到培養(yǎng)盒（20.5 cm×13.5 cm×4 cm,24 個(gè)孔,孔徑約3.1 cm）中,每孔放3 株幼苗,隨機(jī)排列,對(duì)幼苗進(jìn)行鹽處理,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0（CK）、50、100、150 和200 mmol/L NaCl 5 個(gè)濃度梯度,每個(gè)處理重復(fù)3 次,處理當(dāng)天及在培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)6 d 和12 d 時(shí)測(cè)定根和苗生長(zhǎng)的相關(guān)指標(biāo).

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 形態(tài)指標(biāo) 分別于一葉一心移植當(dāng)天、培養(yǎng)6 d 和12 d,測(cè)定幼苗芽長(zhǎng)和根系長(zhǎng)度、芽和根干質(zhì)量、根芽長(zhǎng)度比和根冠比；計(jì)算日相對(duì)生長(zhǎng)速率（Relative growth rate,RGR）,RGR=（ln W2-ln W1）/（t2-t1）[14],其中,W1為脅迫前的干質(zhì)量,W2為脅迫后的干質(zhì)量,ln 為自然對(duì)數(shù),（t2-t1）為脅迫持續(xù)時(shí)間（d）.研究RGR 采用各處理的RGR 相對(duì)于對(duì)照組的百分比來表示.含水量的計(jì)算（FW-DW）/DW[15],其中,FW 為鮮質(zhì)量,DW為干質(zhì)量.

1.2.2 生理指標(biāo) 采用氮藍(lán)四唑（NBT）法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性；愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過氧化物酶（POD）活性；紫外吸收法測(cè)定過氧化氫酶（CAT）活性；硫代巴比妥酸（TBA）法測(cè)定丙二醛（MDA）含量；考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白含量；磺基水楊酸法測(cè)定游離脯氨酸含量；以上指標(biāo)測(cè)定均用新鮮樣品.

1.2.3 根系形態(tài)指標(biāo) 根系用蒸餾水洗凈,掃描根系樣品獲取數(shù)字化圖像,利用Win RHIZO 根系分析系統(tǒng)（Regent Instruments Inc,Canada）對(duì)圖像進(jìn)行分析,獲得總根長(zhǎng)、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑、總根體積和根尖數(shù).

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS14.5 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA）,采用Duncan 新復(fù)極差方法檢驗(yàn)不同處理之間的差異顯著性（P＜0.05）,用Microsoft Office Excel 2010 作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鹽濃度對(duì)百農(nóng)4199 苗期形態(tài)指標(biāo)的影響

不同鹽濃度下百農(nóng)4199 幼苗生長(zhǎng)表型的變化見圖1.

圖1 不同鹽濃度下百農(nóng)4199 幼苗生長(zhǎng)表型的變化（a 脅迫6 d,b 脅迫12 d）Fig. 1 Growth phenotypes of seedling in Bainong4199 exposed to different salt treatments for 6 and 12 days

由圖1 可以看出,鹽脅迫處理的第6 d,濃度為50 mmol/L NaCl 下幼苗對(duì)水分吸收能力高于其他處理,濃度為150 和200 mmol/L 幼苗生長(zhǎng)減緩,根量生長(zhǎng)降低；脅迫處理的第12 d,濃度50 mmol/L NaCl 下幼苗對(duì)水分吸收能力顯著高于其它處理,濃度100～200 mmol/L 的幼苗生長(zhǎng)減緩,根系總量降低,對(duì)水分和養(yǎng)分吸收的能力明顯下降,生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)液的顏色依次加深.

表1 鹽脅迫對(duì)百農(nóng)4199 幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響Tab. 1 Effect of salt stress on morphological indexes in seedling of BN4199

由表1 可以看出,隨著鹽脅迫濃度的增加和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)均受到不同程度的抑制,小麥幼苗的株高、根長(zhǎng)、根數(shù)、幼苗和根系的干質(zhì)量、干質(zhì)量含水量和相對(duì)生長(zhǎng)率表現(xiàn)為降低趨勢(shì)，根苗長(zhǎng)度比和根冠比表現(xiàn)為先增加后降低趨勢(shì).鹽脅迫6 d 時(shí),濃度為0 和50 mmol/L NaCl 下小麥幼苗的苗高、根數(shù)、苗干質(zhì)量、苗干質(zhì)量含水量、根干質(zhì)量含水量和苗相對(duì)生長(zhǎng)率與其它處理差異顯著,苗高、根數(shù)和苗干質(zhì)量比其他處理依次增加24.3%～40.6%、25.8% ～29.2%和44.1%～47.8%.根長(zhǎng)在濃度為50 mmol/L NaCl 下達(dá)到最長(zhǎng),根系干質(zhì)量和根相對(duì)生長(zhǎng)率在濃度為0～150 mmol/L 間差異不顯著,根冠比在濃度為150 mmol/L 最大.鹽脅迫12 d,濃度為0 和50 mmol/L NaCl 下小麥的根長(zhǎng)、苗干質(zhì)量、苗相對(duì)生長(zhǎng)率、根干質(zhì)量、根干質(zhì)量含水量和根系相對(duì)生長(zhǎng)率與其它處理差異顯著,根長(zhǎng)、苗干質(zhì)量和根干質(zhì)量比其它處理增加51.5%～108.2%、52.3%～124.3%和31.1%～113.9%.CK 下苗長(zhǎng)最大,根冠比在濃度為150 和200 mmol/L NaCl 表現(xiàn)出較高值.隨著生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)和鹽脅迫濃度增加,幼苗形態(tài)指標(biāo)的變化表現(xiàn)出一定差異性.

與脅迫開始相比,到脅迫6 d,苗長(zhǎng)、苗干質(zhì)量、苗干質(zhì)量含水量和根干質(zhì)量含水量在CK 增長(zhǎng)率為61.1%、76.3%、51.3%和32.8%,在濃度為200 mmol/L NaCl 增長(zhǎng)率僅為14.6%、19.3%、21.5%和2.1%；濃度為150 mmol/L NaCl 下根長(zhǎng)和根干質(zhì)量的增長(zhǎng)率最高為129.8%和109.3%.與脅迫6 天相比,脅迫12 d的幼苗根長(zhǎng)、苗干質(zhì)量和根干質(zhì)量在CK 的增長(zhǎng)率分別為47.3%、93.8%和72.9%,在濃度為200 mmol/L NaCl 增長(zhǎng)率為18.8%、27.7%和30.0%.脅迫12 d 根芽比和根冠比的增長(zhǎng)率隨著濃度增加表現(xiàn)為降低.以上結(jié)果表明,低濃度的鹽脅迫有助于幼苗根系的生長(zhǎng),隨著鹽濃度的增加,小麥幼苗地上部和根系生長(zhǎng)受到一定抑制.

2.2 不同鹽濃度對(duì)百農(nóng)4199 生理指標(biāo)的影響

不同鹽濃度對(duì)百農(nóng)4199 幼苗葉片形態(tài)指標(biāo)的影響見表2.

表2 不同濃度NaCl 對(duì)百農(nóng)4199 幼苗葉片形態(tài)指標(biāo)的影響Tab. 2 Effect of different salt concentrations on leaf morphological indexes of seedling of BN4199

由表2 可以看出,脅迫6 d 時(shí),隨著鹽分濃度的增加,葉片脯氨酸在高濃度鹽分下含量增加,比CK 和濃度為50 mmol/L 增加21.3%～202.1%.不同鹽分濃度可溶性蛋白變化差異不顯著.濃度為150 mmol/L下葉片丙二醛（MDA）含量最高,比CK 和濃度為50 mmol/L 分別增加5.5%和48.5%；超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）活性在濃度為150 mmol/L 下最高,在CK 和濃度為200 mmol/L 都具有相對(duì)最低的活性；過氧化氫酶（CAT）在濃度為150 mmol/L 最高,比濃度為50 mmol/L 增加83.3%.脅迫12 d時(shí),隨著鹽分濃度增加,葉片脯氨酸含量增加且處理間差異顯著,濃度為150 和200 mmol/L 的脯氨酸顯著高于其它處理.可溶性蛋白在CK 和濃度為200 mmol/L 下相對(duì)較低,濃度為50 和100 mmol/L 的可溶性蛋白比對(duì)照增加21.1%和23.7%.濃度為200 mmol/L 下葉片MDA 含量最高比CK 增加61.7%,SOD活性也達(dá)到最高,比CK 和濃度為50 mmol/L 增加32.9%和45.4%；POD 的活性在150 保持活性最高,濃度為100 mmol/L 下CAT 活性相對(duì)較高.

與脅迫開始相比,隨著濃度增加,脅迫6 d 的脯氨酸總體表現(xiàn)高濃度的增長(zhǎng)率高于低濃度,濃度為150 和200 mmol/L 脯氨酸的增長(zhǎng)率為42.8%和192.4%.MDA 的增長(zhǎng)率在濃度為50 mmol/L 表現(xiàn)降低外,在CK 和濃度為150 和200 mmol/L 高濃度均超過20%；SOD 的活性在CK、濃度為50 和200 mmol/L 為負(fù)增長(zhǎng)率,POD 的活性隨著濃度增加增長(zhǎng)率先增加后降低,且在濃度為100 和150 mmol/L 的增長(zhǎng)率相對(duì)最大為84.05%和86.73%；CAT 的活性增加率總體表現(xiàn)為降低,表明在脅迫初期抗氧化酶系統(tǒng)里主要是SOD 和POD 發(fā)揮活性清除氧自由基.與脅迫6 d 相比,脅迫12 d 的脯氨酸增長(zhǎng)率也表現(xiàn)為隨濃度增加而增加的趨勢(shì),且在高濃度的鹽分的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低濃度,濃度為150 和200 mmol/L 脯氨酸的增長(zhǎng)率為334.1%和201.1%.可溶性蛋白含量增長(zhǎng)率也隨濃度增加表現(xiàn)出增加趨勢(shì),但在濃度為200 mmol/L 表現(xiàn)為降低.MDA 含量除CK 處理表現(xiàn)為下降外,其余濃度MDA 含量增加率均在14.5%以上,在濃度為50 mmol/L 增加率為53.9%；SOD 活性增加率在不同濃度下總體表現(xiàn)為增加趨勢(shì),POD 活性增加率在濃度為50、150 和200 mmol/L 有小幅度增加；CAT 活性增長(zhǎng)率在濃度為50 和100 mmol/L 分別為27.9%和19.2%.表明葉片抗氧化酶活性在不同鹽分濃度表現(xiàn)出一定的差異性,可能是ROS 產(chǎn)生反應(yīng)的途徑有所不同.

2.3 不同鹽濃度對(duì)百農(nóng)4199 幼苗根系形態(tài)指標(biāo)的影響

不同鹽濃度對(duì)百農(nóng)4199 幼苗根系形態(tài)指標(biāo)的影響見圖2.

圖2 不同鹽濃度對(duì)百農(nóng)4199 根系形態(tài)指標(biāo)的影響Fig. 1 Effect of different salt concentrations stress on seedling root morphological indicators

由圖2 可以看出,鹽脅迫處理的第6 d,隨著鹽脅迫濃度的增加,小麥幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積、總根表面積和根系交叉數(shù)呈為先增加后降低的趨勢(shì)；平均根系直徑、總根體積表現(xiàn)為先增加后降低最終增加的趨勢(shì)；根尖數(shù)和根系分枝數(shù)沒有規(guī)律性的變化.脅迫處理的第12 d,隨著鹽脅迫濃度的增加,幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積、總根表面積和根尖數(shù)呈降低趨勢(shì),平均根系直徑和根系總體積總體呈增加趨勢(shì).

鹽脅迫6 d 時(shí),幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積和總根表面積在濃度為50 mmol/L NaCl 下最高,在濃度為150 和200 mmol/L NaCl 下最低,總根長(zhǎng)、總投影面積和總根表面積最高值和最低值差距范圍分別為33.3%～60.0%、11.6%～25.7%和11.5%～25.6%.平均根系直徑和總根系體積在濃度為200 mmol/L NaCl 下最高,且與其它處理差異顯著.濃度為150 mmol/L NaCl 下根尖數(shù)達(dá)到最大,比無脅迫和最高濃度脅迫增加24.1%和45.6%.鹽脅迫12 d,無脅迫處理的總根長(zhǎng)、總投影面積、總根表面積和根尖數(shù)最大,比其它處理分別增加47.1%～268.4%、21.9% ～82.1 %、21.8%～81.9%和12.6%～98.7%.

這些動(dòng)畫在水墨動(dòng)畫的探索中做出了不可磨滅的功績(jī)，構(gòu)成了我國(guó)水墨動(dòng)畫的基本形態(tài)和藝術(shù)特性，已被廣大觀眾所接受，在世界動(dòng)畫領(lǐng)域中獨(dú)樹一幟。

與脅迫開始相比,到脅迫6 d,幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積和總根系表面積的增長(zhǎng)率在濃度為50 mmol/L NaCl 下最大,增長(zhǎng)率分別達(dá)到90.3%、109.7%和100.9%；平均根系直徑的生長(zhǎng)增長(zhǎng)率在濃度為150 和200 mmol/L NaCl 下高于濃度為50 和100 mmol/L,總根系體積增長(zhǎng)率也在濃度為200 mmol/L下達(dá)到最大,根尖數(shù)的增長(zhǎng)率都為負(fù)值.到脅迫12 d,總根長(zhǎng)、總投影面積和總根系表面積在CK 下增長(zhǎng)率最大,總根長(zhǎng)和根尖數(shù)在濃度為100 mmol/L～200 mmol/L NaCl 的增長(zhǎng)率表現(xiàn)為負(fù)值,濃度為200 mmol/L NaCl 下根系總投影面積和總根系表面積增長(zhǎng)率也表現(xiàn)為負(fù)值,平均根系直徑和根系總體積在CK 和濃度為50 mmol/L 出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng),在濃度為100～200 mmol/L 表現(xiàn)出增長(zhǎng)率增加,且在濃度為100 mmol/L 增長(zhǎng)率達(dá)到最大.以上結(jié)果表明,低濃度下的鹽脅迫促進(jìn)了總根長(zhǎng)、總投影面積、總根表面積和根尖數(shù)的增加,當(dāng)鹽濃度增加到一定范圍,幼苗根系生長(zhǎng)主要體現(xiàn)在平均根系直徑和根系體積的變化.

2.4 不同鹽濃度對(duì)百農(nóng)4199 根長(zhǎng)密度的影響

根據(jù)根徑級(jí)及數(shù)據(jù)分布集中程度,將根系分為6 個(gè)徑級(jí)區(qū)間（I：RD＜0.15 mm；II：0.15≤RD≤0.30 mm；III：0.30＜RD≤0.45 mm；IV：0.45＜RD≤0.60 mm；V：0.60＜RD≤1.35 mm；VI：RD＞1.35 mm）進(jìn)行分析,結(jié)果見表3.

表3 不同濃度小麥幼苗根長(zhǎng)徑級(jí)分布Tab. 3 Diameter classes of length density of different salt concentrations stress seedling wheat

表3 結(jié)果表明,脅迫前幼苗的根長(zhǎng)主要集中在II～V 徑級(jí)區(qū)間,在III 區(qū)間相對(duì)最高.脅迫6 d 時(shí),CK至濃度為100 mmol/L NaCl 濃度下根長(zhǎng)在II 分布最多,分別占34.2%、37.6%和29.8%；其中濃度為50 mmol/L下根長(zhǎng)在此徑級(jí)分布與其它處理差異顯著；濃度為150 至200 mmol/L 下根長(zhǎng)在III 區(qū)間分別占23.0%和29.4%；在徑級(jí)為III 和IV 徑級(jí)區(qū)間,濃度為100 mmol/L 的根長(zhǎng)分布高于其它處理,濃度為150 和200 mmol/L 下根長(zhǎng)徑級(jí)在V 和VI 區(qū)間分布最多.

脅迫12 d 時(shí),CK 下根長(zhǎng)在RD≤0.15 mm 大于其它區(qū)間,濃度為50 mmol/L NaCl 濃度下根長(zhǎng)在II 徑級(jí)分布最多,所占比達(dá)到42.9%,是其它區(qū)間的1.5～6.0 倍；濃度為100 至200 mmol/L 下根長(zhǎng)在III 徑級(jí)區(qū)間分別占28.5%、30.4%和29.4%；兩個(gè)脅迫時(shí)間段,根長(zhǎng)在V 區(qū)間相對(duì)最少,占5.6%～11.4%.CK 下根長(zhǎng)在I～I(xiàn)II 三個(gè)區(qū)間分布高于其它濃度；濃度為50 mmol/L 下根長(zhǎng)在V 高于CK；濃度為200 mmol/L 的根長(zhǎng)在VI 分布于CK 差異不顯著.表明鹽脅迫濃度和脅迫時(shí)間影響根長(zhǎng)徑級(jí)分布,從而對(duì)根系生產(chǎn)表現(xiàn)出差異性.

3 討論

3.1 鹽脅迫對(duì)BN4199 幼苗生長(zhǎng)變化的影響

鹽分脅迫影響作物的生長(zhǎng)和發(fā)育,大多數(shù)作物在萌發(fā)和幼苗形成階段對(duì)鹽脅迫較為敏感[16],這個(gè)時(shí)期的幼苗生長(zhǎng)特性常被作為作物產(chǎn)量潛力的先決條件[17],其形態(tài)指標(biāo)變化是對(duì)鹽脅迫適應(yīng)能力的綜合體現(xiàn).JING Chang 研究指出不同作物品種對(duì)鹽脅迫程度響應(yīng)不一,鹽脅迫對(duì)忍耐型品種生長(zhǎng)的影響小于敏感型品種[18-19].與無鹽脅迫相比,濃度為50 mmol/L NaCl 脅迫下不同品種小麥幼苗葉片質(zhì)量表現(xiàn)為增加或無顯著變化；隨著鹽濃度增加,幼苗質(zhì)量都顯著降低,降低幅度因品種而有差異[20].本研究中濃度為50 mmol/L NaCl 苗干質(zhì)量、苗相對(duì)生長(zhǎng)率和根苗長(zhǎng)度比在脅迫6 d 和12 d 高于其它濃度,在脅迫12 d根長(zhǎng)、根干質(zhì)量和根系相對(duì)生長(zhǎng)率最大,根系干質(zhì)量和相對(duì)生長(zhǎng)率在濃度為0～150 mmol/L 間差異不顯著.低濃度的鹽分不影響幼苗生長(zhǎng)或促進(jìn)小麥幼苗生長(zhǎng),較高濃度的鹽脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生一定抑制作用[4,21].隨著脅迫時(shí)間進(jìn)行,低濃度下根系生長(zhǎng)量持續(xù)增加,根系生長(zhǎng)主要以根長(zhǎng)和根數(shù)的增加來提高根系的吸收水分能力.為獲取足夠的自身生長(zhǎng)所需資源,有效的抵抗逆境和適應(yīng)環(huán)境,幼苗生產(chǎn)積累的干物質(zhì)優(yōu)先供應(yīng)根系生長(zhǎng).不同脅迫時(shí)間下的根冠比濃度為150 mmol/L 最高,初期的低濃度鹽分并不影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分配到幼苗地上部分,高濃度下鹽脅迫影響植物體地下和地上部分的資源分配,鹽離子滲透脅迫和葉片鈉離子積累過多,抑制了其它離子的吸收,降低了莖生長(zhǎng)速率,莖長(zhǎng)表現(xiàn)為降低,該濃度下根系生長(zhǎng)受抑制程度低于地上部分,根系對(duì)高鹽濃度具有一定的耐受力[22].也有研究表明高鹽濃度下,NaCl 對(duì)根部的抑制作用要顯著高于莖葉部分[23],根部較地上部分對(duì)鹽脅迫更敏感.產(chǎn)生的結(jié)論不同可能跟選擇品種和取樣時(shí)間等條件因素有關(guān),需進(jìn)一步研究.

苑澤寧研究得出鹽濃度高于濃度為150 mmol/L 時(shí),代換系小麥幼苗地上部分含水量下降,較高濃度的鹽漬環(huán)境對(duì)根系吸收水分影響不大[4].本研究中脅迫6 d 下CK 和脅迫12 d 濃度為0～100 mmol/L 苗干質(zhì)量含水量最高,脅迫6 d 和12 d 的CK 和濃度為50 mmol/L 根系干質(zhì)量含水量高于其它濃度；在此濃度下根系細(xì)胞可通過滲透調(diào)節(jié)維持細(xì)胞膨壓,保持正常的向上運(yùn)輸水分,保證了小麥幼苗相對(duì)高效的光合作用,相對(duì)高效光合作用使得小麥幼苗的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率增加,進(jìn)一步增強(qiáng)小麥幼苗的吸水動(dòng)力[24],這是低鹽濃度下作物對(duì)逆境的一種積極響應(yīng).隨著濃度增加和脅迫時(shí)間延長(zhǎng)苗和根系干質(zhì)量含水量增長(zhǎng)率下降,較高的鹽分形成的滲透脅迫會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)的含水量下降.

3.2 鹽脅迫對(duì)BN4199 葉片生理指標(biāo)的影響

丙二醛（MDA）含量是衡量膜脂損傷的重要指標(biāo),隨著鹽濃度增加,小麥葉片MDA 含量隨之增加,增加幅度也越來越大[20,27,29-30].低濃度的鹽分積累對(duì)細(xì)胞膜的損傷相對(duì)較小,表明了作物對(duì)初期鹽脅迫的耐受性[28].本研究中隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和鹽分濃度增加,葉片MDA 含量和增長(zhǎng)率在濃度為150 和200 mmol/L下達(dá)到最大.高濃度的鹽分使得幼苗體內(nèi)O2·-和·OH 的積累越高,引起脯氨酸的累積和MDA 含量的增加,葉片細(xì)胞膜損壞嚴(yán)重,幼苗所受的氧化損傷越重.Sairam 研究指出長(zhǎng)期鹽脅迫下過氧化氫含量和膜脂過氧化程度與葉片Na+含量呈顯著正相關(guān),植物細(xì)胞內(nèi)的Na+含量增加, K+/Na+比例降低, K+的降低影響植物氣孔關(guān)閉和植物光合作用的調(diào)控,加速了膜脂過氧化程度[29].

作物受到鹽脅迫時(shí),植物會(huì)激活抗氧化酶系統(tǒng),多種抗氧化酶通過協(xié)同作用以清除多余的活性氧.關(guān)于鹽分脅迫下抗氧化酶活性的變化,不同學(xué)者保持不同的觀點(diǎn),孟祥浩研究得出隨鹽濃度及脅迫時(shí)間的增加,葉片SOD 活性、POD 活性呈先增后減趨勢(shì),且均在脅迫初期出現(xiàn)最大值[30].本研究中隨著脅迫時(shí)間的增加,在高鹽濃度下（濃度為150 和200 mmol/L）下,SOD 活性始終保持較高,CAT 活性在濃度為150 mmol/L 最高,POD 活性隨濃度的增加先升高后降低.隨著濃度增加,脅迫6 d 的SOD 的活性在CK、濃度為50 和200 mmol/L 為負(fù)增長(zhǎng)率,POD 的活性在濃度為100 和150 mmol/L 的增長(zhǎng)率超過84.0%以上；CAT 的活性增加率總體表現(xiàn)為降低；隨著脅迫時(shí)間增加, SOD 活性增加率在不同濃度下總體表現(xiàn)為增加趨勢(shì),POD 和CAT 活性增加率也在不同濃度表現(xiàn)出差異性.表明不同脅迫時(shí)間和不同鹽分濃度下抗氧化酶發(fā)揮主體的作用有一定差異,抗氧化酶維持較高活性,削弱了膜脂質(zhì)過氧化作用,減輕了鹽脅迫對(duì)膜的傷害.脅迫初期低鹽濃度下三種氧化酶活性足夠可相互作用清除體內(nèi)的氧自由基.隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),在濃度為100～150 mmol/L 范圍內(nèi),CAT、POD 和SOD 活性分別可以達(dá)到最高,表明酶活性與幼苗的瞬時(shí)應(yīng)答有關(guān),對(duì)不同濃度脅迫下耐鹽反應(yīng)及自身調(diào)節(jié)能力不同,濃度為100 和150 mmol/L 下植株體內(nèi)主要以H2O2存在,可通過過氧化物酶作用轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚暂^低的物質(zhì),濃度為200 mmol/L 各種氧化酶活性不足以清除O2·-,持續(xù)增加的活性氧破壞或降低了活性氧清除劑的結(jié)構(gòu)、活性和含量致膜脂過氧化加劇,植株生長(zhǎng)發(fā)育受到嚴(yán)重影響.

3.3 鹽脅迫對(duì)BN4199 根系分布特征的影響

根系是直接處于鹽脅迫中最早感知逆境環(huán)境并做出應(yīng)激反應(yīng)的器官,感受到鹽脅迫后將信息向地上部分傳遞,經(jīng)過一系列反應(yīng)和調(diào)整,做出對(duì)鹽脅迫的響應(yīng).其生長(zhǎng)發(fā)育狀況和活力強(qiáng)弱對(duì)植物的耐鹽能力至關(guān)重要.宮文萍指出總根長(zhǎng)、根體積、根表面積和根尖數(shù)4 個(gè)指標(biāo)可用于鑒定苗期耐鹽性[31].總根長(zhǎng)包括主根長(zhǎng)和側(cè)根長(zhǎng),更能從根的整體形態(tài)上說明耐鹽性；根投影面積作為可以反映冬小麥根系發(fā)達(dá)的程度.

本研究在CK 和濃度為50 mmol/L NaCl 下,幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積和總根表面積相對(duì)較高,到脅迫6 d 和12 d,幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積和總根系表面積的增長(zhǎng)率在濃度為50 mmol/L NaCl 和CK下較大.脅迫初期濃度為150 mmol/L NaCl 下根尖數(shù)達(dá)到最大,比對(duì)照和最高濃度脅迫增加24.1%和45.6%.隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和脅迫濃度的增加,幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積、總根表面積和根尖數(shù)呈降低趨勢(shì),平均根系直徑和根系總體積總體呈增加趨勢(shì),脅迫后期,CK 的根尖數(shù)表現(xiàn)為最大.與脅迫開始相比,脅迫6 d 的平均根系直徑的生長(zhǎng)增長(zhǎng)率和總根系體積增長(zhǎng)率在高鹽濃度（濃度為150 和200 mmol/L NaCl）最大；脅迫12 d,濃度為100～200 mmol/L 鹽濃度下總根長(zhǎng)、根尖數(shù)、根系總投影面積和總根系表面積增長(zhǎng)率不再增加甚至表現(xiàn)為降低的趨勢(shì),而平均根系直徑和根系總體積表現(xiàn)出增長(zhǎng)率增加的趨勢(shì),且在濃度為100 mmol/L 增長(zhǎng)率達(dá)到最大.低鹽濃度下,鹽分離子促進(jìn)根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收,主要體現(xiàn)在小麥幼苗的總根長(zhǎng)、總投影面積和總根表面積的增加,根長(zhǎng)徑級(jí)主要分布在II 徑級(jí)（0.15＜RD≤0.30）區(qū)間.高濃度的鹽分抑制了根系長(zhǎng)度和表面積的增加,根系吸收水分養(yǎng)分主要依靠根系直徑和總體積的增加進(jìn)行,根長(zhǎng)徑級(jí)主要分布在III 徑級(jí)（0.30＜RD≤0.45）區(qū)間.小麥幼苗根系形態(tài)參數(shù)對(duì)鹽濃度響應(yīng)存在較大差異,不同脅迫時(shí)間脅迫濃度下根系形態(tài)指標(biāo)表現(xiàn)出不同程度變化趨勢(shì)是對(duì)鹽分脅迫的一種應(yīng)答機(jī)制.

4 結(jié)論

（1）低鹽濃度（濃度為50 mmol/L NaCl）下,小麥幼苗干質(zhì)量、苗相對(duì)生長(zhǎng)率和根苗長(zhǎng)度比高于其他濃度,根系干質(zhì)量和相對(duì)生長(zhǎng)率在0～150 mmol/L 間差異不大,根系對(duì)高鹽濃度具有一定的耐受力,低濃度的鹽分不影響幼苗生長(zhǎng)或促進(jìn)小麥幼苗生長(zhǎng),較高濃度的鹽脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生一定抑制作用.

（2）葉片脯氨酸在高濃度鹽分下表現(xiàn)為增加,可溶性蛋白變化沒有隨濃度變化表現(xiàn)出規(guī)律性,隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng),脯氨酸和可溶性蛋白的增長(zhǎng)率在高濃度鹽分的增長(zhǎng)率相對(duì)較大.高鹽濃度下（濃度為150和200 mmol/L）下,SOD 活性始終保持較高,POD 活性隨濃度的增加先升高后降低的趨勢(shì).隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng),SOD 活性增加率在不同濃度下總體表現(xiàn)為增加趨勢(shì),POD 和CAT 活性增加率也在不同濃度表現(xiàn)出差異性.

（3）低鹽濃度下促進(jìn)幼苗總根長(zhǎng)、總投影面積和總根表面積的增加,提高了根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收,0.15＜RD≤0.30 區(qū)間的細(xì)根是低鹽濃度幼苗根系的主要組成.高濃度的鹽分抑制了根系長(zhǎng)度和表面積的增加,根系吸收水分養(yǎng)分主要依靠根系直徑和總體積的增加進(jìn)行,0.30＜RD≤0.45 區(qū)間的細(xì)根是高鹽濃度下幼苗根系的主要組成部分.