鹽激處理對杜梨生長的影響

李玉娟，郭聰

（江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇南通 226300）

土壤鹽堿化是由于土壤耕作層的水溶性鹽的日積月累，在一定程度上影響了作物生產(chǎn)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。中國鹽堿地分布廣闊，主要分布在西北、華北、東北及濱海地區(qū)，總面積排在世界前三[2]。目前，江蘇的鹽堿地主要為淤泥質(zhì)海岸類型，含鹽量較高，適應(yīng)種植的植物較少，總面積位于全國之首[3]。因此，基于目前情況，發(fā)掘強(qiáng)耐鹽植物，研究其耐鹽機(jī)理，選擇適宜于鹽堿地種植的植物，對發(fā)展物種多樣性、城市綠化等具有重要意義。

研究表明，鹽脅迫下植物會(huì)通過一系列的調(diào)控機(jī)制應(yīng)對鹽脅迫對植物機(jī)體產(chǎn)生的危害，調(diào)控機(jī)制包括生理生化、物質(zhì)和激素含量、基因表達(dá)水平等[4]。孫璐等[5]以篩選出的耐鹽高粱品種和鹽敏感高粱品種為試驗(yàn)材料，通過分析鹽脅迫對光合作用和葉綠素?zé)晒馓匦缘确矫娴挠绊懀l(fā)現(xiàn)150mmol/L NaCl 濃度為高粱萌發(fā)期適宜鹽濃度；低濃度NaCl 脅迫可增加葉綠素含量。另外，通過測定滲透物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，脯氨酸、可溶性糖、還原糖等滲透物質(zhì)的含量在鹽脅迫下均呈上升趨勢。豆昕桐等[6]以耐鹽型小麥品種和鹽敏感型小麥品種為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了NaCl 脅迫下的生理響應(yīng)及耐鹽性差異的分析，發(fā)現(xiàn)過氧化物酶、過氧化氫酶、丙二醛含量均受鹽脅迫的影響，呈現(xiàn)不同的表現(xiàn)趨勢。

杜梨（Pyrus betuliflora Bge.）是薔薇科梨屬落葉喬木。株高10m，枝具刺，2 年生枝條紫褐色，主要產(chǎn)于中國遼寧、河北、河南、山東、山西、江蘇等地，具有抗旱耐寒耐鹽堿等特性，常作為綠化觀賞植物和各種栽培梨砧木[7-8]。本試驗(yàn)以多年生杜梨實(shí)生苗為材料，研究鹽激處理對杜梨體內(nèi)酶活性和杜梨在鹽堿地成活率的影響，對鹽堿地園林綠化樹種篩選和杜梨耐鹽力的研究提供了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020 年3－10 月在江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所休閑農(nóng)業(yè)研究室基地進(jìn)行。選擇長勢一致、無病蟲害的多年生實(shí)生苗栽植于一次性花盆中，栽培基質(zhì)為沙土，待杜梨苗木緩苗7d 后進(jìn)行鹽激處理。

將杜梨苗隨機(jī)分為4 組，分別采用0（CK）、0.2%、0.3%、0.4%的NaCl 濃度（海水）進(jìn)行處理，每個(gè)處理15株杜梨苗。澆海水過程中，先加入設(shè)置土壤含鹽量的一半，3d 后再加入另一半。每天視土壤的水分情況進(jìn)行澆水，土壤含水量保持在75%即可。

30d 鹽激處理后，隨機(jī)選取新梢中部成熟的葉片進(jìn)行SOD（超氧化物歧化酶）、POD（過氧化物酶）、CAT（過氧化氫酶）、MDA（丙二醛）的測定。隨后將全部杜梨苗木移栽于相對應(yīng)的鹽濃度的鹽堿地中，6 個(gè)月后統(tǒng)計(jì)其成活率。

1.2 杜梨體內(nèi)生理指標(biāo)的測定

利用NBT 比色法測定超氧化物歧化酶（SOD）的活性；采用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶（POD）的活性；采用紫外線吸收法測定過氧化氫酶（POD）的活性；采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定丙二醛（MDA）含量。以上生理指標(biāo)的測定均參照李合生2000 版的植物生理生化試驗(yàn)原理與技術(shù)[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽激處理對杜梨SOD 活性的影響

SOD 活性是評判植物抗逆能力的重要標(biāo)志之一，是氧自由基代謝的關(guān)鍵酶類之一。植物能通過清除超氧自由基及其產(chǎn)生的其他活性氧，達(dá)到保護(hù)植物細(xì)胞的作用[10]。

如圖1 所示，對杜梨進(jìn)行鹽激處理，其SOD 活性均顯著高于對照。其中，SOD 酶活性隨著鹽激處理的增強(qiáng)呈先升高后下降的趨勢，在鹽濃度為0.2%時(shí)達(dá)到最大值，表明在鹽濃度為0.2%時(shí)，SOD 酶對植株起到了一定的保護(hù)作用，但隨著鹽激處理的增強(qiáng)，SOD 酶活性呈下降趨勢，推測是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能受到了鹽漬的侵害，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的保護(hù)酶不能正常激活。

圖1 鹽激處理對SOD 酶活性的影響

2.2 鹽激處理對杜梨POD 活性的影響

POD 是植物體內(nèi)重要的呼吸酶類，其活性與酚類物質(zhì)代謝、物抗性密切相關(guān)，是植物體內(nèi)重要的抗氧化性強(qiáng)弱評判的標(biāo)志之一[10]。由圖2 所示，在鹽激處理中，各鹽激處理下的杜梨POD 活性均顯著高于對照。其中，鹽濃度為0.4%時(shí)，POD 活性最大，表明杜梨在鹽激處理下，能清除植物體內(nèi)活性氧，抵抗鹽脅迫對杜梨細(xì)胞膜造成的傷害，反映了杜梨具有一定的耐鹽能力。

圖2 鹽激處理對POD 酶活性的影響

2.3 鹽激處理對杜梨CAT 活性的影響

過氧化氫是一種代謝過程中產(chǎn)生的廢物，對植物產(chǎn)生一定的危害。CAT 酶存在于細(xì)胞的過氧化氫物體內(nèi)，能夠?qū)⑦^氧化氫分解為氧和水，使植物避免傷害。

如圖3 所示，各濃度的鹽激處理下的杜梨CAT 活性均顯著高于對照。隨著鹽激強(qiáng)度的增加，杜梨CAT 活性呈先升高后下降再升高的趨勢，其中在鹽濃度達(dá)到0.6%時(shí)，POD 活性達(dá)到最大值，表明杜梨體內(nèi)的CAT酶對鹽漬條件較為敏感，能迅速催化過氧化氫轉(zhuǎn)化為氧和水。

圖3 鹽激處理對CAT 酶活性的影響

2.4 鹽激處理對杜梨MDA 活性的影響

MDA 含量通常代表膜脂過氧化的強(qiáng)弱。有研究表明，植物的耐鹽性高低與MDA 含量存在密切關(guān)系[11]。由圖4 可知，杜梨MDA 隨著鹽激強(qiáng)度的增加呈下降趨勢，表明杜梨能通過自我調(diào)節(jié)機(jī)制降低鹽分研發(fā)的膜脂過氧化作用，間接表明杜梨具有強(qiáng)耐鹽性。

圖4 鹽激處理對MDA 酶活性的影響

2.5 鹽激對杜梨成活率分析

為了了解鹽激處理對杜梨成活率的影響，將已經(jīng)鹽激處理的杜梨苗移栽于相對應(yīng)鹽濃度的鹽堿地中，半年后統(tǒng)計(jì)杜梨的成活率。由表1 所示，經(jīng)過各個(gè)強(qiáng)度鹽激處理的杜梨苗成活率均高于未經(jīng)過鹽激處理的杜梨苗。其中，經(jīng)過0.2%、0.3%、0.4%鹽激強(qiáng)度處理過的杜梨苗的成活率分別提高了14%、20%、27%，表明鹽激處理能促進(jìn)杜梨在鹽堿地上的生長，提高其成活率。

表1 杜梨成活率統(tǒng)計(jì)與分析

3 討論與結(jié)論

植物的生理能反映植物對逆境環(huán)境的適應(yīng)能力[12]。有研究表明，植物逆境環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生大量自由基，導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞，而體內(nèi)的SOD（超氧化物歧化酶）、POD（過氧化物酶）、CAT（過氧化氫酶）等能通過清除活性氧自由基，保護(hù)植物細(xì)胞，提高植物的抗逆性[13]。本研究中，鹽激處理下，杜梨體內(nèi)SOD、POD、CAT活性均顯著高于對照，表明杜梨受到鹽漬刺激，誘導(dǎo)SOD、POD、CAT 酶活性升高，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。但隨著鹽激強(qiáng)度的增加，杜梨體內(nèi)SOD、POD、CAT 酶活性均呈現(xiàn)升高后再下降的趨勢，說明鹽激強(qiáng)度超過了杜梨本身的耐鹽程度，導(dǎo)致保護(hù)酶下降，影響細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能，該結(jié)果與馮蕾[14]、路斌[2]等研究結(jié)果相似。

本研究以多年生杜梨實(shí)生苗為試驗(yàn)材料，通過鹽濃度為0.2%、0.3%以及0.4%的海水進(jìn)行鹽激處理，30d后測定其SOD、POD、CAT 以及MDA 酶活性，結(jié)果表明，SOD、POD 以及CAT 酶活性在各個(gè)強(qiáng)度的鹽激處理下，均顯著高于對照，MDA 均顯著低于對照，表明杜梨對鹽漬較為敏感，具有一定的耐鹽性。將已經(jīng)鹽激處理的杜梨苗移栽于相對應(yīng)鹽濃度的鹽堿地中，6 個(gè)月后統(tǒng)計(jì)杜梨的成活率，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過鹽激處理的杜梨苗的成活率增加10%以上，表明鹽激處理能增加杜梨對鹽堿地的適應(yīng)性，增加其成活率。