杜利霞　董寬虎　喬志宏　韓汝旦　婁世杰

摘要：以賴(lài)草為材料，用不同濃度NaCl（100、200、300、400、500、600、700 mmol/L）對(duì)賴(lài)草進(jìn)行處理，通過(guò)測(cè)定葉片含水量、根冠比（R/T）、丙二醛（MDA）、可溶性糖、超氧化物歧化酶（SOD）活性，研究賴(lài)草的耐鹽能力。結(jié)果表明，NaCl濃度低于400 mmol/L時(shí)賴(lài)草葉片含水量、根冠比（R/T）與對(duì)照相比變化不顯著（P>0.05）；隨NaCl濃度增加，SOD活性和可溶性糖含量呈先上升后下降的趨勢(shì)；MDA含量呈上升的趨勢(shì)。賴(lài)草在400 mmol/L NaCl脅迫下能正常生長(zhǎng)，當(dāng)濃度達(dá)到500 mmol/L時(shí)生長(zhǎng)受到影響。

關(guān)鍵詞：NaCl脅迫；賴(lài)草；生理特性

中圖分類(lèi)號(hào)：Q 945 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：10095500（2013）01000105

鹽堿地是一種廣泛分布的低產(chǎn)土壤，隨著全球環(huán)境的不斷惡化，土壤的鹽堿化問(wèn)題已日益威脅著人類(lèi)賴(lài)以生存的有限土壤資源。根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）和糧農(nóng)組織（FAO）的不完全統(tǒng)計(jì)，世界鹽漬土面積約為9.54億hm2，占世界陸地面積的7.6%＼[1＼]。我國(guó)鹽漬土壤面積約為3.5×107 hm2，相當(dāng)耕地的1/3，其中，鹽土1.6×107 hm2，堿土8.7×105hm2，各類(lèi)鹽堿化土壤達(dá)1.8×107hm2＼[2＼]。在高鹽分鹽漬土地區(qū)，植物的生長(zhǎng)受到限制，通過(guò)合理灌溉、淡水洗滌、施化學(xué)藥劑等方法改良鹽堿地，耗資巨大成效小，所以改良鹽堿地最根本有效的方法是培育耐鹽品種＼[3，4＼]。

賴(lài)草（Leymus secalinus）屬禾本科小麥族賴(lài)草屬，為中旱生根莖型牧草，具有品質(zhì)優(yōu)良、營(yíng)養(yǎng)豐富、耐鹽堿、耐踐踏、抗旱、抗寒，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特性。對(duì)于賴(lài)草的研究從形態(tài)組織結(jié)構(gòu)＼[5-7＼]、生理特性＼[8，9＼]、抗旱性＼[10-12＼]、種子抗鹽性＼[13，14＼]、分子＼[15，16＼]等方面都有報(bào)道，賴(lài)草屬植物中優(yōu)良的基因是牧草和麥類(lèi)作物育種的重要基因資源，所以，賴(lài)草屬植物的研究具有重要意義。通過(guò)盆栽脅迫，研究了賴(lài)草幼苗的抗鹽堿能力，同時(shí)篩選抗鹽堿指標(biāo)，為賴(lài)草的選育奠定一定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料野生賴(lài)草種子采集于山西省右玉縣，地理位置E 112°19′19.8″，N 39°59′26.2″，海拔1 329 m。試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)系日光能溫室進(jìn)行。賴(lài)草種子在溫水中浸泡24 h后播種于蛭石與珍珠巖體積比為2∶1的直徑25 cm、高20 cm塑料盆中，插入PVC管以便澆水及營(yíng)養(yǎng)液，置于晝夜溫度25 ℃/17 ℃，相對(duì)濕度為65%～80%的溫室條件下進(jìn)行培養(yǎng)。出苗后，每星期用Hongland營(yíng)養(yǎng)液澆灌，其余時(shí)間用稱(chēng)重法確定失水量，用蒸餾水補(bǔ)充，于17∶00～20∶00進(jìn)行。當(dāng)苗齡達(dá)2～3周時(shí)每盆定苗60株。出苗2個(gè)月后用濃度100、200、300、400、500、600、700 mmol/L的NaCl 溶液進(jìn)行脅迫，每天按50 mmol/L梯度進(jìn)行遞增，直至達(dá)到指定濃度，對(duì)照只澆灌營(yíng)養(yǎng)液，3次重復(fù)。脅迫10 d后，取樣進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 葉片含水量的測(cè)定 隨機(jī)剪取20株賴(lài)草的地上部分，稱(chēng)重鮮重（W1）后，放入烘箱，在105 ℃下殺青0.5 h，然后，80 ℃下烘至恒重，稱(chēng)量干重（W2）＼[17＼]，計(jì)算含水量。

葉片含水量（占鮮重部分%）=（W1—W2）/ W1×100%

1.2.2 根冠比（R/T）的測(cè)定 隨機(jī)選取 20株賴(lài)草，地上部與地下部分開(kāi)后，分別稱(chēng)其鮮重。

根冠比（R/T）= 賴(lài)草地下部分的鮮重（R）與地上部分的鮮重（T）的比值＼[18＼]。

1.2.3 丙二醛（MDA）含量測(cè)定 采用硫代巴比妥酸法＼[19＼]

1.2.4 可溶性糖含量測(cè)定 采用苯酚法＼[20＼]。

1.2.5 超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定 氮蘭四唑（NBT）法，以抑制光還原50%為一個(gè)酶活性單位＼[19＼]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel和SPSS 11.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)葉片含水量、R/T的影響

植物葉片含水量影響植物的生長(zhǎng)、氣孔狀況、光合功能，在脅迫條件下，含水量的多少是植物抗逆能力的重要指標(biāo)。NaCl濃度在400 mmol/L以下時(shí)，葉片含水量與對(duì)照差異不顯著（P>0.05）。濃度為500 mmol/L時(shí)葉片含水量下降且與對(duì)照差異顯著，但與600、700 mmol/L時(shí)的含水量差異不顯著（表1）。在NaCl濃度在400 mmol/L時(shí)R/T與對(duì)照相比無(wú)明顯變化，濃度≥400 mmol/L時(shí)R/T開(kāi)始上升，至600 mmol/L時(shí)達(dá)到最大，與ck相比增加了20.95%。說(shuō)明低濃度鹽分對(duì)賴(lài)草地上地下部分的生長(zhǎng)沒(méi)有影響。

2.2 NaCl脅迫對(duì)丙二醛含量的影響

MDA是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物，其含量的高低能指示植物受傷害的嚴(yán)重程度。NaCl濃度低于400 mmol/L時(shí)MDA含量變化不明顯，高于400 mmol/L時(shí)，MDA含量與ck差異顯著（P<0.05），在700 mmol/L時(shí)達(dá)到最大值14.08 mmol/g（圖1）。說(shuō)明NaCl濃度大于400 mmol/L時(shí)，賴(lài)草已受到傷害，其原因是高濃度NaCl 脅迫下，SOD活性的功能減弱，調(diào)節(jié)能力下降，因而體內(nèi)積累了過(guò)剩的活性氧，從而引起膜的過(guò)氧化，使MDA含量上升。

2.3 NaCl脅迫對(duì)可溶性糖含量的影響

可溶性糖是滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，且是合成其他有機(jī)溶質(zhì)的碳架和能量來(lái)源，對(duì)細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體亦有穩(wěn)定作用，還可在細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)離子濃度高時(shí)起保護(hù)酶類(lèi)的作用＼[21＼]。研究表明，隨著NaCl濃度的增加可溶性糖含量在增加，濃度在200 mmol/L以上時(shí)，可溶性糖含量和對(duì)照差異顯著（P<0.05）。NaCl濃度在500 mmol/L時(shí)含量達(dá)到最大值，為10.33 mmol/L，之后開(kāi)始下降（圖2）。說(shuō)明NaCl濃度在500 mmol/L以下時(shí)，可以通過(guò)可溶性糖的積累緩減鹽對(duì)其造成的傷害。

2.4 NaCl脅迫對(duì)超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

隨著NaCl濃度的增加SOD活性呈先增加后降低的趨勢(shì)，NaCl濃度為400 mmol/L時(shí)，SOD活性達(dá)到最大，比ck增加了41.2%，且差異顯著（P<0.05），隨后開(kāi)始下降，700 mmol/L時(shí)SOD活性顯著低于對(duì)照。說(shuō)明NaCl濃度在400 mmol/L以上，賴(lài)草通過(guò)自身調(diào)節(jié)來(lái)抵抗鹽脅迫的能力降低。

3 討論與結(jié)論

鹽脅迫對(duì)植物造成的傷害是生理傷害，造成其吸水困難，使植物組織含水量降低而產(chǎn)生傷害＼[22＼]。賴(lài)草有發(fā)達(dá)的根系，通過(guò)根細(xì)胞選擇性的吸收及運(yùn)輸鹽分的功能，既拒絕吸收過(guò)量的有害離子，又限制將其運(yùn)送到葉片等重要部位。試驗(yàn)中賴(lài)草地上組織含水量在400 mmol/L以下沒(méi)有顯著變化，500 mmol/L以上時(shí)開(kāi)始下降。R/T反映了植物地下部分與地上部分的相關(guān)性。在生長(zhǎng)前期，為了給幼苗創(chuàng)造良好的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)條件，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，增大根冠比。試驗(yàn)中，R/T當(dāng)NaCl濃度為400 mmol/L時(shí)開(kāi)始上升，600 mmol/L時(shí)達(dá)到最大，較對(duì)照比較增加了20.95%。說(shuō)明此時(shí)賴(lài)草地上光合產(chǎn)物積累量減少，高濃度的鹽脅迫賴(lài)草幼苗的地上部比地下部受脅迫影響更大，這和顏霞等＼[23＼]人研究的孜然的結(jié)果一致。

MDA是膜脂過(guò)氧化的重要產(chǎn)物，可與蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸等活性物質(zhì)交聯(lián)，形成不溶性的化合物（脂褐素）沉積干擾細(xì)胞的正常生命活動(dòng)，其含量的高低反映膜脂過(guò)氧化程度，與植株受脅迫程度密切相關(guān)；同時(shí)MDA還能使葉綠素降解，從而降低光合作用＼[24-26＼]。研究表明，MDA含量在NaCl濃度400 mmol/L時(shí)沒(méi)有變化；500 mmol/L時(shí)MDA含量顯著增加，此時(shí)賴(lài)草膜受到傷害，同時(shí)產(chǎn)生大量的自由基，而高鹽濃度下SOD活性的功能減弱，調(diào)節(jié)能力下降，因而體內(nèi)積累了過(guò)剩的活性氧，從而引起膜的進(jìn)一步過(guò)氧化，使MDA含量上升，這也在田曉艷等＼[27＼]人的研究中得到證實(shí)。

為了保護(hù)細(xì)胞免受傷害，植物體內(nèi)形成一套完整的防御系統(tǒng)，SOD是酶保護(hù)系統(tǒng)中的重要組成成分，可清除過(guò)剩的自由基，使體內(nèi)自由基維持一個(gè)正常的水平。因此，SOD活性高低能較好地反映植物抗逆能力的強(qiáng)弱＼[28＼]。試驗(yàn)結(jié)果表明，SOD活性的變化是隨NaCl濃度增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，SOD活性在NaCl濃度為400 mmol/L時(shí)到達(dá)最大，此后開(kāi)始下降。說(shuō)明NaCl濃度在400 mmol/L以上，賴(lài)草通過(guò)自身調(diào)節(jié)來(lái)抵抗鹽脅迫的能力降低。

可溶性糖是一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物為了適應(yīng)逆境條件，會(huì)主動(dòng)積累一些可溶性糖，以降低滲透勢(shì)和冰點(diǎn)，適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化。賴(lài)草受到鹽脅迫后，幼苗的可溶性糖含量隨著鹽濃度的增加而增加，表現(xiàn)出較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力，緩解了鹽脅迫對(duì)植株造成的傷害。相同鹽濃度比較，賴(lài)草幼苗的抗鹽能力比種子強(qiáng)＼[13＼]；相同幼苗比較賴(lài)草的抗鹽能力比星星草和紅豆草的強(qiáng)＼[29，30＼]。

從各項(xiàng)指標(biāo)綜合反映出，低濃度NaCl對(duì)賴(lài)草的生長(zhǎng)和生理生化特性沒(méi)有明顯的影響，但隨著NaCl濃度的升高，MDA含量顯著上升，但SOD活性和可溶性糖含量也隨之增加來(lái)消除自由基，降低膜脂過(guò)氧化程度。綜合分析，賴(lài)草可在NaCl為400 mmol/L濃度下正常生長(zhǎng)，濃度過(guò)高賴(lài)草則生長(zhǎng)受到影響。

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