鹽脅迫對(duì)6 個(gè)小葉楊無(wú)性系光合和生理指標(biāo)的影響

王小東，張錦梅，李晨，劉寶堯

（1 西寧市北山林場(chǎng)，青海西寧 810003；2 西寧市林業(yè)科學(xué)研究所，青海西寧 810016）

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于西寧市城北區(qū)，該地區(qū)類屬高原半干旱大陸性氣候，海拔2226～2340m，地處河湟谷地。干旱、降水量少、蒸發(fā)量大、無(wú)霜期短、日溫差大、紫外線強(qiáng)。年平均氣溫7.7℃，極端最低氣溫-33.1℃，極端最高氣溫29.3℃，7 月平均氣溫16.2℃，1 月平均氣溫-8.2℃，≥10℃年有效積溫2070℃，年無(wú)霜期213d，年蒸發(fā)量1273.2mm，年平均降水量366.3mm，主要集中在7-9月，年蒸發(fā)量是降水量的4.8 倍。水源為湟渠灌溉水，水量充足。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料分別采集于青海省門(mén)源縣的M09、M29、M50，貴德縣的G10、G42 和循化縣文都鄉(xiāng)的W100。所選擇的母株樹(shù)齡為兩根一桿（即：培育一年的小葉楊，將樹(shù)干部分從基部剪去，再培育一年，即根系生長(zhǎng)了兩年，樹(shù)干生長(zhǎng)了一年）。2015 年3 月在樹(shù)木萌發(fā)之前選擇健壯、無(wú)病蟲(chóng)害的植株作為母株，選取兩年生，腋芽飽滿、枝條通直健壯，直徑為0.8～1cm 的枝條。將穗條剪成長(zhǎng)度為15～18cm 的插條，上平下斜，置于清水中浸泡催芽處理。

2.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在日光溫室內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽土培法，將腐殖土和耕作土按1∶4 的比例拌均勻，用45%多菌靈800倍液消毒，裝入30cm×30cm 塑料花盆中，每個(gè)花盆裝土為8kg[5]。將處理后的插條扦插于花盆中，每盆扦插插條1 株，進(jìn)行澆水、除草、病蟲(chóng)害防治等撫育管理，保證苗木正常生長(zhǎng)。2016 年5 月待生長(zhǎng)狀況正常后開(kāi)始進(jìn)行鹽脅迫處理，選擇株型、株高、粗細(xì)度等性狀相近的試驗(yàn)植株。

試驗(yàn)共設(shè)置6 個(gè)梯度，分別為不加NaCl 的清水（CK）、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L和250 mmol/L 濃度的NaCl 溶液，以CK 作為對(duì)照。每個(gè)無(wú)性系每個(gè)梯度處理5 盆，重復(fù)3 次，共計(jì)540 盆。每個(gè)梯度的NaCl 濃度平均分成5 次澆入花盆內(nèi)，每次每盆NaCl 溶液為1L，每隔5d 澆灌1 次，直至加鹽濃度達(dá)到設(shè)計(jì)梯度的濃度。在花盆底部放置1 個(gè)托盤(pán)，每次澆灌完成后將滲出的溶液倒入到花盆內(nèi)，防止花盆水分和溶液流失影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。全部澆灌完成后開(kāi)始測(cè)定生長(zhǎng)量及形態(tài)指標(biāo)觀測(cè)，采集葉片測(cè)定丙二醛、脯氨酸、可溶性糖及光合速率指標(biāo)[6-10]。

3 測(cè)定方法

3.1 各無(wú)性系形態(tài)學(xué)指標(biāo)測(cè)定

主要測(cè)量和統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)植株的株高、地徑、葉片數(shù)，株高測(cè)量地面以上部分，地徑測(cè)量新生枝條的基部，工具為卷尺和游標(biāo)卡尺。

3.2 葉片丙二醛（MDA）

采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法測(cè)定[11]。稱取0.25g樣品，置于研缽中，向研缽中加入1ml 10%三氯乙酸溶液和少量石英砂，繼續(xù)加入10%三氯乙酸溶液1.5mL進(jìn)一步研磨。研磨后移入離心管離心，上清液為MDA提取液。取1 支對(duì)照試管，加入2 mL蒸餾水，3 支樣品試管，加入2mL MDA 提取液，加入0.5%硫代巴比妥酸溶液2 mL，蓋緊塞子。沸水浴20 min，取出試管冷卻，比色，并根據(jù)公式（1）和公式（2）計(jì)算含量。

（1）3.3 葉片游離脯氨酸

采用酸性茚三酮顯色法測(cè)定[12]。取0.5g 樣品放入試管中，加入3%的磺基水楊酸溶液5mL，封口沸水浴中提取10min，冷卻過(guò)濾。抽取2mL的濾液，加入酸性茚三酮和冰乙酸各2mL，經(jīng)沸水浴30min 并冷卻后加入甲苯5mL，充分搖晃振蕩，取上層甲苯液于520nm 下比色，根據(jù)公式（3）計(jì)算含量。

3.4 葉片可溶性糖

采用蒽酮比色法測(cè)定[13]。稱取0.1g 樣品放入試管中，加入10mL蒸餾水，封口沸水浴20min，冷卻后過(guò)濾。吸提取液0.5mL，加蒸餾水1.5mL，蒽酮乙酸乙酯0.5ml，沿試管壁緩慢加入濃硫酸5mL，充分振蕩。立即將試管放入沸水浴中，逐管均準(zhǔn)確保溫1min，取出后自然冷卻，630 nm 比色，根據(jù)公式（4）計(jì)算可溶性糖的含量。

3.5 凈光合速率

在鹽溶液全部澆灌完成后測(cè)量?jī)艄夂纤俾?，測(cè)量?jī)x器為L(zhǎng)i-6400 型光合儀。測(cè)量時(shí)天氣晴朗，時(shí)間為9:00-11:00，在每一試驗(yàn)株樹(shù)上選取標(biāo)準(zhǔn)葉，測(cè)量時(shí)重復(fù)3 次。

3.6 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL、DPS 等軟件進(jìn)行處理分析，并采用隸屬函數(shù)值法綜合評(píng)價(jià)不同測(cè)定指標(biāo)下小葉楊無(wú)性系抗逆性。將測(cè)得各指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)隸屬函數(shù)公式定量轉(zhuǎn)換后取各指標(biāo)隸屬函數(shù)平均值進(jìn)行比較，得出小葉楊無(wú)性系間抗逆性強(qiáng)弱差異[14]。每一無(wú)性系綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值用公式求得：

當(dāng)所測(cè)指標(biāo)與評(píng)判結(jié)果負(fù)相關(guān)時(shí)，采用反隸屬函數(shù)計(jì)算公式：

4 結(jié)果分析

4.1 鹽脅迫處理下各無(wú)性系形態(tài)學(xué)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

6 個(gè)小葉楊無(wú)性系在不同濃度的鹽脅迫處理下，雖然能夠生長(zhǎng)，但是隨著濃度的增加，生長(zhǎng)量逐漸緩慢。由圖1可知，隨著鹽脅迫濃度的增加，試驗(yàn)苗木植株高度、地徑的生長(zhǎng)量和葉片數(shù)量等形態(tài)學(xué)指標(biāo)值逐漸降低，與CK 有較為顯著的差異。而無(wú)性系W100 的植株高度、M29 的地徑、M50 的葉片數(shù)量在不同濃度鹽脅迫下差異并不明顯，無(wú)性系M29 在鹽脅迫濃度達(dá)到150mmol/L 時(shí)，葉片數(shù)量急劇下降。

圖1 不同濃度鹽脅迫對(duì)6 個(gè)無(wú)性系小葉楊形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響

4.2 鹽脅迫下對(duì)小葉楊丙二醛含量的影響

由圖2 可知，隨著鹽濃度的增加，各無(wú)性系丙二醛含量逐漸增加，相同鹽濃度脅迫下，丙二醛含量表現(xiàn)為M09 最高，G42 最低。其中在濃度為250mmol/L 時(shí)M09丙二醛含量為3.36μg/g，G42 最低為2.20μg/g，而M29在濃度為250mmol/L 時(shí)丙二醛含量急劇增高達(dá)到3.35μg/g，說(shuō)明無(wú)性系M09 和M29 細(xì)胞受損情況最嚴(yán)重，G42 細(xì)胞受損情況相對(duì)較弱。其他無(wú)性系隨著鹽脅迫的逐步加重，丙二醛含量也在逐步增高，細(xì)胞受到脅迫損害的程度也在增加，

圖2 不同鹽脅迫濃度丙二醛含量變化

4.3 鹽脅迫下對(duì)小葉楊脯氨酸含量的影響

由圖3 可知，隨著鹽濃度的增加，6 個(gè)小葉楊無(wú)性系的游離脯氨酸含量整體呈增加趨勢(shì)。在濃度50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L 時(shí)，各無(wú)性系游離脯氨酸含量增加較為平緩，無(wú)性系M29 保持較低的含量為77.54～89.8μmol/g，無(wú)性系W100 含量較高為438.5～572.19μmol/g，M09、M50 和G10 脯氨酸含量變化不大，G42 在濃度150mmol/L 時(shí)，為6 個(gè)無(wú)性系中最高595.59μmol/g；當(dāng)濃度達(dá)到200mmol/L 時(shí)，M09 和M50 上升較快，M09 脯氨酸含量為690.29μmol/g，而M50 脯氨酸含量快速增高達(dá)到1081.33μmol/g，M29 依舊變化不大，在6 個(gè)無(wú)性系中含量最低，為104.28μmol/g；鹽濃度為250 mmol/L 時(shí)，M09、M29、M50的游離脯氨酸含量急速上升，分別為2106.28μmol/g、3037.66μmol/g、2198.75μmol/g，G10 含量增幅不大為515.37μmol/g。說(shuō)明隨著小葉楊在鹽脅迫濃度增加，脯氨酸含量升高適應(yīng)性也在增強(qiáng)。

圖3 不同鹽脅迫濃度脯氨酸含量變化

4.4 鹽脅迫對(duì)小葉楊可溶性糖含量的影響

由圖4 可知，隨著鹽脅迫濃度不斷增加，植物體內(nèi)的可溶性糖含量整體呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。在相同的鹽脅迫濃度中無(wú)性系M09 可溶性糖含量高于其他無(wú)性系，當(dāng)鹽脅迫濃度增加到150mmol/L 時(shí)達(dá)到峰值，可溶性糖含量為0.82%，其余5 個(gè)無(wú)性系在鹽脅迫濃度增加到250mmol/L 時(shí)達(dá)到最高值。

圖4 不同鹽脅迫濃度可溶性糖含量變化

4.5 鹽脅迫下對(duì)小葉楊凈光合速率的影響

由圖5 可以知，當(dāng)鹽濃度到50mol/L 時(shí)各無(wú)性系凈光合速率出現(xiàn)不同程度的下降，隨著鹽脅迫程度不斷增強(qiáng)，6 個(gè)小葉楊無(wú)性系凈光合速率呈現(xiàn)不同程度的下降，其中M29 和M50 下降得較快。當(dāng)鹽濃度達(dá)到250mol/L 時(shí)，M09、M29、M50、W100、G10、G42 的凈光合速率分別下降了30.2%、56.1%、49.1%、40.8%、36.4%、33.6%，凈光合速率降幅最大的是M29 和M50，凈光合速率降幅最低為G42 和M09，說(shuō)明無(wú)性系M29 和M50對(duì)鹽較敏感。

圖5 不同鹽脅迫濃度凈光合速率變化

4.6 鹽脅迫下抗逆性綜合比較

根據(jù)可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量和光合速率4 個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)6 個(gè)小葉楊無(wú)性系，按照公式（5）和公式（6），將試驗(yàn)的6 個(gè)小葉楊無(wú)性系所有指標(biāo)隸屬函數(shù)值累加，求其平均數(shù)，根據(jù)隸屬度均值對(duì)供試品種的耐鹽能力進(jìn)行排序，數(shù)值越大的抗鹽性越強(qiáng)。由表1 可知，通過(guò)隸屬值分析鹽脅迫下，6 個(gè)參試小葉楊材料耐鹽水平的大小排序?yàn)椋篗09 ＞G10 ＞M50＞G42＞W(wǎng)100＞M29。

表1 鹽脅迫下不同小葉楊無(wú)性系各測(cè)定指標(biāo)隸屬值

5 結(jié)論與分析

鹽脅迫下小葉楊會(huì)表現(xiàn)出一定的不良生理反應(yīng)，其生長(zhǎng)量表現(xiàn)最為明顯，隨著鹽脅迫程度加重，小葉楊在苗高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量和葉片數(shù)都表現(xiàn)出不同程度的下降，對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生了一定的抑制和影響。在鹽脅迫下小葉楊的丙二醛、游離脯氨酸和可溶性糖含量在不同濃度的鹽脅迫梯度下呈現(xiàn)出一定的變化，不同的小葉楊無(wú)性系各項(xiàng)生理指標(biāo)產(chǎn)生了一定的差異，體現(xiàn)出不同的鹽耐受程度。同時(shí)小葉楊試驗(yàn)材料葉片的光合速率也隨著脅迫程度的增強(qiáng)而降低，也體現(xiàn)出了不同無(wú)性系對(duì)鹽的敏感程度的差異。因此，結(jié)合以上指標(biāo)數(shù)據(jù)綜合分析，6 份小葉楊無(wú)性系在不同濃度鹽脅迫條件下，抗鹽能力的大小排序?yàn)椋篗09 ＞G10 ＞M50 ＞G42 ＞W(wǎng)100＞M29。