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        NaCl脅迫時間對櫻桃番茄幼苗保護酶系的影響

        2012-04-29 07:18:24孟長軍
        湖北農(nóng)業(yè)科學 2012年20期
        關(guān)鍵詞:耐鹽性活性氧櫻桃

        摘要:鹽害是櫻桃番茄(Lycopersicon esculentun var. cerasiforme A lef.)設(shè)施栽培中面臨的主要問題之一。為給櫻桃番茄抗鹽育種提供參考,以耐鹽性差異顯著的兩個品種京丹5號和小圓棗為試材,研究不同的NaCl脅迫時間對櫻桃番茄幼苗保護酶系的影響。結(jié)果表明,204 mmol/L的NaCl脅迫15 d時,CAT(過氧化氫酶)酶活和POD(過氧化物酶)酶活差異最大,可作為櫻桃番茄耐鹽品種的篩選指標。

        關(guān)鍵詞:NaCl脅迫時間;櫻桃番茄(Lycopersicon esculentun var. cerasiforme A lef.)幼苗;保護酶系

        中圖分類號:S641.2;Q945.78文獻標識碼:A文章編號:0439-8114(2012)20-4536-02

        櫻桃番茄(Lycopersicon esculentun var. cerasiforme A lef.)為茄科(Solanacea)番茄屬(Lycopersicon esculentum Mill.)半栽培亞種的一個變種。據(jù)研究,番茄在3年以上的保護地內(nèi)栽培,每年產(chǎn)量會降低10%~20%,且病害逐年加重[1]。積鹽嚴重時番茄葉片呈灰綠色,落花及僵果率明顯增加。因此,櫻桃番茄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將不可避免地遭遇到土壤鹽漬化的制約。鹽脅迫下,植物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生和猝滅的動態(tài)平衡被打破,若保護系統(tǒng)不能及時猝滅過量的活性氧,就可導致生物膜受損等一系列傷害。酶促保護系統(tǒng)包括SOD(超氧化物歧化酶)、POD(過氧化物酶)、CAT(過氧化氫酶)等酶系統(tǒng),它們在逆境中相互協(xié)調(diào),能有效地清除活性氧,使之保持較低水平,從而減少其對膜結(jié)構(gòu)和功能的傷害[2]。酶促保護系統(tǒng)對植株抗鹽生理有十分重要的作用,為此,試驗以耐鹽性差異顯著的兩個櫻桃番茄品種京丹5號和小圓棗為試材,研究鹽脅迫下櫻桃番茄苗期保護酶系的變化規(guī)律,為櫻桃番茄耐鹽種質(zhì)資源的篩選和耐鹽品種的選育提供理論依據(jù)。

        1材料與方法

        1.1試驗材料

        櫻桃番茄品種為京丹5號和小圓棗。京丹5號耐鹽性較強[3],由北京蔬菜研究中心提供;小圓棗耐鹽性較弱[3],由哈爾濱市興農(nóng)種子有限公司提供。所用NaCl為分析純。

        1.2試驗處理

        將供試櫻桃番茄種子用10%的Na3PO4浸泡20 min,撈出洗凈;再用30 ℃清水浸泡6 h,然后置于墊有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中(濾紙保持濕潤),25 ℃恒溫催芽,60%的種子露白后即可播種。用營養(yǎng)缽(直徑和高均為10 cm)育苗,所用基質(zhì)為洗凈河沙。真葉破心后, 將營養(yǎng)缽轉(zhuǎn)置于盛有1/2山崎營養(yǎng)液的周轉(zhuǎn)槽中, 通過營養(yǎng)缽底部的孔吸收營養(yǎng)液,培養(yǎng)至4葉1心期開始進行鹽脅迫。選取長勢一致的幼苗,置于含204 mmol/L NaCl的1/2山崎營養(yǎng)液的周轉(zhuǎn)槽中培養(yǎng)。每處理20株幼苗,3次重復。試驗過程中每2 d更換一次營養(yǎng)液,在相同環(huán)境條件下進行管理。在脅迫的第5、10和15天分別測定相關(guān)指標。以僅用1/2山崎營養(yǎng)液培養(yǎng)而未進行鹽脅迫的小圓棗和京丹5號的幼苗為對照。

        1.3指標測定方法

        統(tǒng)一選取第3片真葉,SOD活性測定采用氮藍四唑(NBT)光化學反應法[4],POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[4],CAT活性測定采用紫外分光光度法[4]。

        2結(jié)果與分析

        2.1不同NaCl脅迫時間對櫻桃番茄幼苗葉片SOD活性的影響

        從圖1可以看出,在204 mmol/L的NaCl脅迫下,處理的第5 天和第10天,與各自的對照相比,耐鹽性較強的京丹5號SOD活性分別增加了9.67%和34.59%,耐鹽性較弱的小圓棗SOD活性則分別增加了6.51%和20. 81%。處理10~15 d時,京丹5號和小圓棗幼苗葉片中SOD活性均呈下降趨勢,但京丹5號SOD的活性下降較為緩慢,仍保持著較高的酶活性,與其對照相比,第15天時SOD活性依然增加了28.31%;小圓棗的SOD活性則大幅下降,與其對照相比,第15天時反而降低了7.89%。

        2.2不同NaCl脅迫時間對櫻桃番茄幼苗葉片POD活性的影響

        從圖2可以看出,在204 mmol/L的NaCl脅迫下,隨著脅迫時間的延長,京丹5號和小圓棗幼苗葉片中POD活性均呈上升趨勢。處理時間為5、10和15 d時,與各自的對照相比,耐鹽性較強的京丹5號POD活性分別增加了30.33%、87.51%和119.45%,耐鹽性較弱的小圓棗POD活性分別增加了34.71%、45.15%和66.69%。由此可知,處理第15天時品種間POD 活性差異更為明顯,能明顯區(qū)分櫻桃番茄品種間的耐鹽性。

        2.3不同NaCl脅迫時間對櫻桃番茄幼苗葉片CAT活性的影響

        從圖3可以看出,在204 mmol/L的NaCl脅迫下,隨著脅迫時間的延長,京丹5號和小圓棗幼苗葉片中CAT活性均有不同程度的提高。處理時間為5、10和15 d時,與各自的對照相比,耐鹽性較強的京丹5號CAT活性分別提高了41.97%、78.58%和86.65%,耐鹽性較弱的小圓棗CAT活性分別提高了22.27%、66.56%和4.74%。在脅迫的第10~15天時,京丹5號幼苗葉片中CAT活性依然呈上升趨勢,而小圓棗的CAT活性則迅速降低。處理第15天時品種間CAT活性差異達到最大,能明顯區(qū)分櫻桃番茄品種間的耐鹽性。

        3小結(jié)

        SOD、POD和CAT作為植物內(nèi)源的活性氧清除劑,屬于保護酶系統(tǒng)[5]。三者協(xié)調(diào)一致,在逆境中維持較高的酶活才能使生物體內(nèi)自由基、活性氧維持在較低水平[6,7],防止膜脂過氧化[8],以減輕鹽脅迫對植物細胞的傷害[9]。張美云等[10]通過聚類分析發(fā)現(xiàn),在眾多的生理指標中,苗期在逆境條件下以酶活力因子抗逆作用最大。因此,保護酶活性的高低在一定程度上能夠反映植物抗鹽性的強弱。

        此次試驗研究發(fā)現(xiàn),耐鹽性不同的櫻桃番茄品種的保護酶系統(tǒng)對鹽脅迫的反應存在著差異。耐鹽性較強的品種京丹5號在NaCl脅迫下仍可維持較高的保護酶活。204 mmol/L NaCl處理第15 天時品種間POD活性差異較大,能明顯區(qū)分櫻桃番茄品種間的耐鹽性;NaCl脅迫第15天品種間CAT活性差異也較明顯,亦能明顯區(qū)分櫻桃番茄品種間的耐鹽性。但需要注意的是,植物對鹽脅迫的適應性反應是一個非常復雜的生理生態(tài)學問題,在眾多的生理指標中,某個材料在某個時期可能某個指標占了主導地位,很難用單一的指標來衡量抗性。因此,櫻桃番茄抗性篩選指標的標準化還有待進一步研究[11]。

        參考文獻:

        [1] 王學軍. 日光溫室土壤次生鹽漬化分析[J].北方園藝,1998(3):12-13.

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        [3] 孟長軍,鄒志榮,錢衛(wèi)鵬,等.不同櫻桃番茄品種種子萌發(fā)期的耐鹽性研究[J].西北農(nóng)業(yè)學報,2007,16(3):169-174.

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        [5] 田敏,饒龍兵,李紀元.植物細胞中的活性氧及其生理作用[J]. 植物生理學通訊,2005,41(2):235-241.

        [6] 馮建燦,毛訓甲,胡秀麗. 光氧化脅迫條件下葉綠體中活性氧的產(chǎn)生、清除及防御[J].西北植物學報,2005,25(7):1487-1498.

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        [9] 趙可夫. 植物抗鹽生理[M].北京:中國科學技術(shù)出版社,1993.

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