隋德宗，王保松，王偉偉

（江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153）

鹽脅迫對(duì)灌木柳2個(gè)無(wú)性系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

隋德宗，王保松，王偉偉

（江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153）

以灌木柳2個(gè)無(wú)性系（鹽敏感型JW9-6和耐鹽型JW2372）為試驗(yàn)材料，研究其在水培鹽脅迫（0，3，6 g／L）條件下滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)（2 h，1，3，7，10 d）變化情況。結(jié)果表明：灌木柳2個(gè)無(wú)性系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量受鹽脅迫影響的變化趨勢(shì)相似，在3，6 g／L鹽處理下脯氨酸含量與對(duì)照相比均顯著增加，并隨著鹽質(zhì)量濃度的升高和處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大；可溶性糖含量在鹽處理3 d時(shí)顯著高于對(duì)照并隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后減小；可溶性蛋白含量在3 g／L鹽處理下未出現(xiàn)明顯變化，6 g／L鹽處理下顯著高于對(duì)照并隨處理時(shí)間延長(zhǎng)先增大后減?。幌嗤}質(zhì)量濃度處理?xiàng)l件下，JW2373的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白相對(duì)含量均高于JW9-6，表現(xiàn)出更強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力。

灌木柳；鹽脅迫；柳樹(shù)；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

我國(guó)有各種類型的鹽漬土面積約9 900萬(wàn)hm2，其中灘涂鹽土面積約267萬(wàn)hm2，鹽害是制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的重要因素。加快耐鹽堿植物篩選和培育對(duì)于改善利用鹽堿土，綠化灘涂改善沿海生態(tài)環(huán)境具有重要戰(zhàn)略意義。

植物生長(zhǎng)在鹽漬土壤中，既受到水分脅迫，又有離子脅迫和離子毒害［1］，從而引起細(xì)胞內(nèi)水分向外倒流。為了避免滲透脅迫，植物細(xì)胞通過(guò)積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來(lái)降低水勢(shì)，維持正常的生理活動(dòng)［2］。目前，植物普遍積累的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)有脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和甜菜堿等，這些低分子量的有機(jī)物不僅起到滲透調(diào)節(jié)的作用，還會(huì)保護(hù)細(xì)胞內(nèi)膜蛋白質(zhì)的活性［3］，因此其含量的變化與植物的耐鹽性密切相關(guān)。

灌木柳品種多，根系淺，生長(zhǎng)快，抗逆性強(qiáng)，適于在沿海地區(qū)進(jìn)行栽植，是開(kāi)展速生耐鹽樹(shù)種選育的理想選擇［4］。目前關(guān)于鹽脅迫對(duì)灌木柳無(wú)性系生長(zhǎng)、光合、抗氧化酶類的影響已有研究［5－6］，但關(guān)于鹽脅迫下灌木柳無(wú)性系的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況還未見(jiàn)報(bào)道。課題組以耐鹽性有差異的2個(gè)灌木柳無(wú)性系為試驗(yàn)材料，研究鹽脅迫下其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化情況，以期為耐鹽灌木柳無(wú)性系篩選和耐鹽機(jī)理研究提供資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院選育的2個(gè)灌木柳無(wú)性系：鹽敏感無(wú)性系JW9-6（Sailx intergra×Salix suchowensis）和耐鹽無(wú)性系JW2372（Salix alberti×Salix leucopithecia）。

1.2 試驗(yàn)方法

培養(yǎng)及鹽處理方法見(jiàn)文獻(xiàn)［7］。鹽脅迫質(zhì)量濃度分別為3 g／L（T1）和6 g／L（T2），鹽處理2 h，1，3，7，10 d時(shí)分別采樣進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的測(cè)定，采樣時(shí)從苗木不同方向采取成熟葉片混勻，并標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

采用茚三酮比色法測(cè)定脯氨酸含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量［8］。各指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用DPS和Excel軟件統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)灌木柳無(wú)性系脯氨酸含量的影響

由結(jié)果（見(jiàn)圖1）可知，2個(gè)灌木柳無(wú)性系脯氨酸含量隨鹽處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)和脅迫時(shí)間變化的規(guī)律相似，均在T2處理2 h、T1處理1 d后開(kāi)始顯著高于對(duì)照，并隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，在鹽處理10 d時(shí)達(dá)到最大值。相同鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)脅迫時(shí)間處理?xiàng)l件下，JW2372葉片脯氨酸的含量相對(duì)值高于JW9-6；T2處理2 h時(shí)JW9-6和JW2372脯氨酸含量分別為對(duì)照的118.34%和125.28%，T2處理10 d時(shí)分別為對(duì)照的141.94%和158.36%。

2.2 鹽脅迫對(duì)灌木柳無(wú)性系可溶性糖含量的影響

由結(jié)果（見(jiàn)圖2）可知，2個(gè)無(wú)性系可溶性糖含量在T1、T2處理初期（2 h，1 d時(shí)）和對(duì)照相比均無(wú)顯著變化，在3 d時(shí)比對(duì)照顯著增加，T1在處理10 d時(shí)達(dá)到最大值，JW9-6和JW2372的可溶性糖含量分別為對(duì)照的133.8%和144.8%，T2處理10 d時(shí)2者可溶性糖含量與對(duì)照相比又出現(xiàn)不同程度的下降，其中JW9-6顯著低于對(duì)照，為對(duì)照的82.7%，JW2372和對(duì)照間無(wú)顯著差異，為對(duì)照的96.3%。

圖1 鹽脅迫下2個(gè)灌木柳無(wú)性系脯氨酸含量的變化

2.3 鹽脅迫對(duì)灌木柳無(wú)性系可溶性蛋白含量的影響

由結(jié)果（見(jiàn)圖3）可知，2個(gè)灌木柳無(wú)性系可溶性蛋白含量隨鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高及脅迫時(shí)間延長(zhǎng)的變化規(guī)律相似。T1鹽處理下和對(duì)照相比均未出現(xiàn)顯著變化，T2鹽處理2 h時(shí)2無(wú)性系可溶性蛋白含量即顯著高于對(duì)照，后隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，在3 d時(shí)達(dá)到峰值，10 d時(shí)又顯著低于對(duì)照。相同鹽處理下，JW2372的可溶性蛋白含量相對(duì)值均高于JW9-6；T2處理2 h時(shí)分別為對(duì)照的120.57%和121.11%，T2處理10 d時(shí)分別為對(duì)照的69.23%和85.38%。

3 結(jié)論與討論

脯氨酸是植物體內(nèi)的一種重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對(duì)鹽和干旱脅迫反應(yīng)較敏感，累積數(shù)量的多少可作為衡量植物抗逆能力的生理指標(biāo)［9］。也有學(xué)者認(rèn)為脯氨酸的累積是對(duì)鹽脅迫受傷害程度的一種反應(yīng)，但不是植物對(duì)滲透調(diào)節(jié)的響應(yīng)［10］。本研究結(jié)果表明，2個(gè)灌木柳無(wú)性系脯氨酸含量在鹽脅迫下顯著增加，并隨著鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大，相同處理?xiàng)l件下耐鹽無(wú)性系JW2372脯氨酸積累量大于敏鹽無(wú)性系JW9-6。這與于金平等［11］NaCl鹽脅迫對(duì)白蠟幼苗和武香等［12］對(duì)白刺的研究結(jié)果一致。

圖2 鹽脅迫下2個(gè)灌木柳無(wú)性系可溶性糖含量的變化

圖3 鹽脅迫下2個(gè)灌木柳無(wú)性系可溶性蛋白含量的變化

可溶性糖在植物受到鹽脅迫時(shí)是滲透調(diào)節(jié)劑，也是合成其他有機(jī)溶質(zhì)碳架和能量的來(lái)源，還可在細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)離子濃度升高時(shí)起保護(hù)酶類的作用［13］。本試驗(yàn)結(jié)果為鹽脅迫初期2個(gè)無(wú)性系可溶性糖含量和對(duì)照相比未出現(xiàn)顯著變化，在處理3 d時(shí)出現(xiàn)顯著增加，在10 d時(shí)與對(duì)照相比又出現(xiàn)明顯下降。這說(shuō)明灌木柳無(wú)性系可溶性糖含量對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)不如脯氨酸敏感，主要在脅迫中、后期才開(kāi)始累積，這與潘昕等［14］對(duì)華南地區(qū)3種苗木和韓蕊蓮等［15］對(duì)沙棘的研究結(jié)果一致。高鹽脅迫后期2個(gè)無(wú)性系可溶性糖含量出現(xiàn)下降原因可能是隨鹽害加重，2個(gè)無(wú)性系的光合作用受到抑制，導(dǎo)致碳水化合物合成減少，使可溶性糖含量降低。

為了避免鹽脅迫造成傷害，植物會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生一些抗逆蛋白質(zhì)，高含量的可溶性蛋白可幫助維持植物細(xì)胞較低的滲透勢(shì)，抵抗水分脅迫導(dǎo)致的傷害，所以耐鹽性強(qiáng)的植物種類或品種的可溶性蛋白含量較高［16］。本試驗(yàn)結(jié)果為，T1鹽處理下2個(gè)灌木柳無(wú)性系可溶性蛋白含量和對(duì)照相比無(wú)顯著變化，T2處理比對(duì)照顯著增加并隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)先升高后降低，相同鹽處理?xiàng)l件下無(wú)性系JW2372增加量高于JW9-6，這與宰學(xué)明等［17］、楊升等［2］的部分研究結(jié)果一致。高鹽脅迫下，植物通過(guò)增加可溶性蛋白質(zhì)來(lái)維持細(xì)胞滲透勢(shì)平衡，但隨處理時(shí)間延長(zhǎng)脅迫加劇，蛋白質(zhì)合成受阻，從而又導(dǎo)致可溶性蛋白質(zhì)含量降低。

綜上所述，3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在灌木柳無(wú)性系耐鹽過(guò)程中均起到一定滲透調(diào)節(jié)作用，脯氨酸對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)最為敏感，可溶性糖在脅迫中后期，可溶性蛋白在高鹽脅迫下參與細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)功能。相同鹽處理下JW237積累脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白能力高于JW9-6，具有較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力，能保持更為完整的細(xì)胞生理功能。

［1］ 許詳明，葉和春，李守明.植物抗鹽機(jī)理的研究進(jìn)展［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2001，6（4）：379-387.

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Effects of salt stress on osmotic adjustment substances in 2 shrub willow clones

SUI De-zong，WANG Bao-song，WANG Wei-wei
（Jiangsu Academy of Forestry，Nanjing 211153，China）

The contents of osmotic adjustment substances of two shrub willow clones（W9-6，JW2372）were studied under different concentration salt stress by the solution culture.The results showed that the contents of proline significantly increased under salt stress，compared with the contrast，with the increase of salt concentration and the duration of time.The content of soluble sugar was significantly increased firstly on the third day of treatment，then decreased on the seventh day. The content of soluble proteins was significantly increased under 6 g／L salt concentration.The content of osmotic substances in JW2372 was higher than that in JW9-6 under the same treatment condition，reflecting a greater osmotic adjustment ability.

Shrub willow；Salt stress；Salix；Osmotic adjustment substance

S792.12

A

10.3969／j.issn.1001－7380.2014.06.001

1001－7380（2014）06－0001－03

2014-09-15；

2014-09-23

江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“灌木柳無(wú)性系耐鹽蛋白組學(xué)研究”（BK2011873）；江蘇省科技支撐（農(nóng)業(yè)）項(xiàng)目“耐鹽高生物量灌木柳新品種選育及高效栽培技術(shù)研究”（BE2013449）

隋德宗（1978－），男，遼寧朝陽(yáng)市人，助理研究員，碩士，從事林木遺傳育種工作。