孟衡玲(紅河學(xué)院,云南省高校農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效栽培與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 紅河 661100)

?

藥用植物通關(guān)藤對鹽脅迫的生理響應(yīng)

孟衡玲
(紅河學(xué)院,云南省高校農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效栽培與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 紅河 661100)

采用不同濃度NaCl處理2年生盆栽通關(guān)藤，分析通關(guān)藤在不同濃度鹽脅迫下滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及抗氧化物酶活性的變化。結(jié)果表明，通關(guān)藤在受到不同濃度鹽脅迫時，自身能夠積累一定量的脯氨酸和可溶性糖進(jìn)行細(xì)胞滲透調(diào)勢調(diào)節(jié)，同時也能夠誘導(dǎo)抗氧化物酶SOD和POD活性的升高，從而降低膜受損的程度。但是，在300 mmol·L-1鹽脅迫下，通關(guān)藤的SOD和POD活性分別在第5天和第9天時迅速降低，表明該濃度已超過了通關(guān)藤的耐受范圍，因此，建議通關(guān)藤種植時選擇土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.47 %的土壤種植。

通關(guān)藤；鹽脅迫；生理指標(biāo)

通關(guān)藤(Marsdeniatenacissima(Roxb.)Wight et Arn)屬蘿藦科(Asclepiadaceae)牛奶菜屬(Marsdenia)落葉攀援藤本，分布于云南、貴州、福建、臺灣等地[1]。主要藥效成分為C21甾體苷類化合物[2]，具有消炎、止咳、平喘、抗癌等功效[3]，是“消癌平片”“消癌平注射液”等藥品的原材料[4]，市場需求量逐年增加。云南省紅河州是通關(guān)藤的道地產(chǎn)區(qū)[5]，在云南省的部分縣市已有了一定規(guī)模的人工種植或仿野生栽培。云南省設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成大量土地鹽堿化，土壤鹽漬化嚴(yán)重影響了植物的生長。因此，本研究對通關(guān)藤在不同濃度鹽脅迫下保護(hù)酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化進(jìn)行了研究，探討通關(guān)藤對鹽的耐受性，為通關(guān)藤種植基地的選擇提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2013-05-09通關(guān)藤播種于云南省蒙自市水田鄉(xiāng)，選取生長健壯、長勢一致的通關(guān)藤幼苗為供試材料，2013-10-01移栽到花盆中，花盆的規(guī)格為30 cm(徑)×35 cm(高)的塑料盆，每盆裝土7.5 kg，按v(黃心土)∶v(腐殖質(zhì))=3∶1比例混配(土壤中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04 %)，每盆1株，每周用體積分?jǐn)?shù)為3 ‰復(fù)合肥澆灌植物，定期松土等正常管理，放置于紅河學(xué)院溫室內(nèi)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 鹽濃度梯度預(yù)試驗(yàn) 本研究為首次研究鹽脅迫對通關(guān)藤生理指標(biāo)的影響，因此，初步設(shè)計幾個鹽濃度水平(0、200、400、600、800 mmol·L-1)，觀察植株的葉片形態(tài)狀況。結(jié)果表明，800和600 mmol·L-1鹽濃度處理的植株，第2天早晨均表現(xiàn)出萎焉的現(xiàn)象，400 mmol·L-1鹽濃度處理的植株在第2次澆鹽水后表現(xiàn)出萎焉現(xiàn)象。

結(jié)合預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，本研究設(shè)置了5個鹽濃度梯度：0 (CK)、50、100、200、300 mmol·L-1。每個處理20盆。2013-12-23傍晚灌水至飽和狀態(tài)，2013-12-24傍晚開始進(jìn)行脅迫處理， 按照設(shè)計的鹽溶液濃度，向每個盆內(nèi)澆入不同濃度的NaCl溶液0.5 L，每隔4 d澆1次鹽水，共4次。為防止盆內(nèi)鹽分和水分流失，在每個花盆下墊上底盤，將流出的溶液重新倒回花盆內(nèi)，每次處理后的次日采集不同鹽濃度的通關(guān)藤成熟葉片數(shù)片，迅速裝入冰盒，測定各項(xiàng)生理指標(biāo)。

1.2.2 生理指標(biāo)的測定 丙二醛(MDA)的測定采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法[6]；脯氨酸的測定采用茚三酮顯色法[6]；可溶性糖含量的測定采用硫酸蒽酮法[7]；超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法[7]；過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[7]。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與制圖，DPS2.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl脅迫對通關(guān)藤葉片中丙二醛(MDA)濃度的影響

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的產(chǎn)物之一，通常將其作為脂質(zhì)過氧化指標(biāo)[6]，用于表示細(xì)胞膜過氧化程度和植物對逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱[8]。從圖1可以看出，各鹽濃度處理下的通關(guān)藤葉片丙二醛濃度整體呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢，隨著NaCl脅迫濃度的增加，MDA濃度也隨之增加。脅迫第5天時各濃度處理下的MDA濃度都降到了最低點(diǎn)，說明在脅迫第5天時植株體內(nèi)積累的活性氧最少，生物膜受到的損傷最小。方差分析表明，脅迫第1天除300 mmol·L-1處理與對照存在顯著性差異外，其他處理與對照無顯著性差異，脅迫第5天時各處理的MDA濃度均顯著低于對照，脅迫第9天和第13天時各處理間都存在著顯著性差異(圖1)。

圖1 不同濃度鹽脅迫下通關(guān)藤中MDA濃度的變化Fig.1 The change of MDA molality with different concentration of NaCl Treatment

2.2 不同濃度NaCl脅迫對通關(guān)藤中脯氨酸(Pro)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由圖2可知，各濃度處理下的通關(guān)藤葉片脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在前5 d內(nèi)呈急劇上升的態(tài)勢，到第5 d時均達(dá)到最大值，且200 mmol·L-1濃度處理下的脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到146.84 μg·g-1，是對照的2.56倍。5 d后各濃度處理下的脯氨酸含量均迅速降低。方差分析結(jié)果表明，脅迫5 d時，各處理與對照間均存在顯著性差異(P<0.05)。

2.3 不同濃度NaCl脅迫對通關(guān)藤中可溶性糖含量的影響

由圖3可知，隨著脅迫時間的延長，各濃度處理下的通關(guān)藤葉片可溶性糖含量呈先降低后升高的變化趨勢。300 mmol·L-1及200 mmol·L-1NaCl處理的通關(guān)藤在脅迫第5天時降到最低點(diǎn)，第9天時升到最高點(diǎn)；50 mmol·L-1和100 mmol·L-1NaCl處理的通關(guān)藤脅迫第9天時降到最低點(diǎn)，然后迅速升高。NaCl處理濃度越高，可溶性糖積累的越快，達(dá)到最高點(diǎn)的時間越短，可溶性糖含量越高。方差分析結(jié)果表明，在整個脅迫期，各個鹽濃度處理的可溶性糖含量與對照均存在顯著性差異(P<0.05)。

圖2 不同濃度鹽脅迫下通關(guān)藤中脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化Fig.2 The change of proline mass fraction with different concentration of NaCl treatment

圖3 不同濃度鹽脅迫下通關(guān)藤中可溶性糖含量的變化

2.4 不同濃度NaCl脅迫對通關(guān)藤葉片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

從圖4可以看出，通關(guān)藤葉片在各個鹽濃度處理下，SOD活性均迅速升高，脅迫第9天時300、200、100 mmol·L-1SOD活性均達(dá)到了最大值，之后迅速下降，且脅迫濃度越高，SOD活性就越高，之后下降速度也越快；50 mmol·L-1NaCl脅迫處理下的SOD活性呈上升趨勢。方差分析表明，在整個脅迫期，各處理與對照間均存在顯著性差異(P<0.05)。

2.5 不同濃度NaCl脅迫對通關(guān)藤葉片過氧化物酶(POD)活性的影響

由圖5可知，隨著脅迫時間的延長，通關(guān)藤葉片過氧化物酶(POD)活性呈先升高后降低的變化趨勢。300 mmol·L-1和 200 mmol·L-1NaCl處理在脅迫第5天時POD活性均達(dá)到最大值，但200 mmol·L-1處理下的POD活性顯著高于300 mmol·L-1的處理，脅迫13 d時300 mmol·L-1處理下的POD活性降到了對照水平，而200 mmol·L-1處理呈緩慢的下降趨勢，仍能保持較高的活性，說明300 mmol·L-1的處理已超出了植物本身的耐受范圍。50 mmol·L-1和100 mmol·L-1NaCl處理的POD活性繼續(xù)升高，這2個處理在脅迫前5 d POD活性無顯著性差異。

圖4 不同濃度鹽脅迫下通關(guān)藤中SOD活性的變化

圖5 不同濃度鹽脅迫下通關(guān)藤中POD活性的變化

3 討論

3.1 鹽脅迫對通關(guān)藤滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

許多研究表明，鹽脅迫會導(dǎo)致植物種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢[9，10]、凈光合速率[11]、植株的生物產(chǎn)量[12]的降低。不同植物對鹽的耐受力不同，其耐受力的強(qiáng)弱與植物自身調(diào)節(jié)滲透勢和抗氧化酶的活性相關(guān)。沙漢景等[13]發(fā)現(xiàn)用外源脯氨酸處理能夠緩解水稻的鹽脅迫現(xiàn)象，提高種子的發(fā)芽率。王曉鵬等[14]采用外源可溶性糖處理長春花有緩解鹽脅迫的作用，可提高植株的凈光合效率、葉綠素含量和生長速率。在本研究中，脅迫初期各鹽濃度處理下的通關(guān)藤葉片脯氨酸含量呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，這與鮑雅靜等[15]對樹型金銀花以及劉奕琳等[16]對10個墨西哥柏種源幼苗的研究結(jié)果一致。脅迫第5天時脯氨酸含量達(dá)到峰值，但300 mmol·L-1處理的反而低于200 mmol·L-1處理，表明在300 mmol·L-1NaCl脅迫下通關(guān)藤自身的滲透調(diào)節(jié)能力下降。隨著脅迫時間的延長，通關(guān)藤葉片可溶性糖含量呈先低后高的變化趨勢，脅迫濃度越高，可溶性糖含量越高，積累得越快，表明在鹽脅迫下，通關(guān)藤自身能夠積累一定量的脯氨酸和可溶性糖來積極調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透勢，但對鹽的最大忍耐度200 mmol·L-1。

3.2 鹽脅迫對通關(guān)藤體內(nèi)抗氧化酶類活性及氧化產(chǎn)物的影響

在正常生長條件下，植物細(xì)胞內(nèi)活性氧的形成和清除之間保持著一種動態(tài)平衡，不會對植物產(chǎn)生危害。當(dāng)植物遭受鹽脅迫時，這種活性氧的產(chǎn)生與清除之間的動態(tài)平衡被破壞，自由基積累，造成膜脂的過氧化和脫脂作用，引起植物氧化損傷[17]。有研究者采用赤霉素、PEG-6000等引發(fā)鹽脅迫種子，可不同程度地提高種子的發(fā)芽率和抗氧化物酶(SOD和POD)活性[9]。從本研究結(jié)果來看，在脅迫第5天時，各濃度處理下的MDA濃度均顯著低于對照，此時通關(guān)藤中SOD及POD抗氧化物酶活性都在急劇升高，且分別在第9天和第5天達(dá)到最大值，即脅迫處理后活性氧的積累誘導(dǎo)了抗氧化物酶活性的升高，從而降低膜脂的過氧化程度。值得注意的是300 mmol·L-1處理下的SOD、POD活性分析在處理第9天和第5天后迅速降低，而200 mmol·L-1處理下的SOD和POD活性與低濃度處理的無顯著性差異，說明300 mmol·L-1鹽濃度已超出了通關(guān)藤的耐受能力。因此，為保證通關(guān)藤的正常生長，應(yīng)選擇在土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.47%土壤中進(jìn)行種植。

[1] 蘭 茂，于乃義，于蘭馥，等．滇南本草[M]．昆明：云南科技出版社，2004：748-749.

[2] 楊 梅，王文蘭，吳 昊，等.通關(guān)藤中的孕甾醇苷類成分[J].中草藥，2011，42(8)：1473-1476.

[3] 于紹帥，陳明蒼，李志雄，等．通關(guān)藤的化學(xué)成分與藥理活性研究進(jìn)展[J]．中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2011，17(21)：279-283.

[4] 付曉秀，周國威，齊永秀．消癌平注射液高效液相色譜指紋圖譜的建立[J].中國藥業(yè)，2012，21(23)：6-7.

[5] 孟珍貴，楊生超，陳軍文，等. 云南紅河州通關(guān)藤藥材資源調(diào)查[J].中國中藥雜志，2014,39(13)：2478-2483.

[6] 張志良，瞿偉箐，李小方.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2009：227-229.

[7] 李 玲，李娘輝，蔣素梅，等.植物生理學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：科學(xué)出版社，2009：11-12，48-50，97-98.

[8] 周學(xué)麗，周青平，顏紅波，等. NaCl脅迫對同德小花堿茅苗期生理特性的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2009，26(6)：101-105.

[9] 肖雪峰，劉 麗，郭巧生，等. 種子引發(fā)對NaCl脅迫下通關(guān)藤種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J].中國中藥雜志，2015，40(2)：218-225.

[10]劉鳳歧，劉杰淋，朱瑞芬，等．4種燕麥對NaCl脅迫的生理響應(yīng)及耐鹽性評價[J]．草業(yè)學(xué)報，2015，24(1)：183-189.

[11]陳 娟，谷 巍，段金廒，等.穿心蓮生理特性及鹽脅迫對其影響研究[J].中藥材，2014,37(8):1320-1325.

[12]寧建鳳，鄭青松，鄒獻(xiàn)中，等.羅布麻對不同濃度鹽脅迫的生理響應(yīng)[J].植物學(xué)報，2010, 45 (6): 689-697.

[13]沙漢景. 外源脯氨酸對鹽脅迫下水稻耐鹽性的影響[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[14]王曉鵬.外源性可溶性糖對長春花響應(yīng)鹽脅迫的影響[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2013.

[15]鮑雅靜，季 靜，王 迪，等.不同品種金銀花葉片中脯氨酸對鹽脅迫的響應(yīng)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(8)：4502-4503.

[16]劉奕琳，萬福緒，婁曉瑞.鹽脅迫對10個墨西哥柏種源幼苗生理生化的影響[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，37(4)：29-33.

[17]程淑娟，唐東芹，劉群錄.鹽脅迫對兩種忍冬屬植物活性氧平衡的影響[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，37(1)：137-141.

(責(zé)任編輯：朱秀英)

Response of physiological indexes to salt stress in medicinal plant ofMarsdeniatenacissima

MENG Hengling
(The Key Laboratory of High Quality Crops Cultivation and Safety Control， Honghe College, Honghe 661100, China)

In order to discuss the salt tolerance ofM.tenacissima, Biennial pottingM.tenacissimawas used as materials to analyze the variation of 5 physiological indexes under various concentrations salt stress. The results showed thatM.tenacissimacould accumulate a certain amount of proline and soluble sugar to adjust osmotic potential of cells and induce antioxidant enzyme (SOD and POD) activity to increase under different concentrations salt stress. But under 300 mmol·L-1salt stress, SOD and POD activity declines rapidly on the 5th and 9th day of treatment, indicating that 300 mmol·L-1salt stress had surpassed the tolerance range ofM.tenacissima. So it is suggested that the soil salt content should be lower than 0.47 % for planting.

Marsdeniatenacissima; salt stress; physiological indexes

2015-01-20

云南圣和植物藥業(yè)有限公司資助項(xiàng)目(20120523)；云南省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2012FB174)

孟衡玲(1981-)，女，云南宣威人，講師，博士， 從事藥用植物資源的開發(fā)與利用。

1000-2340(2015)06-0827-04

Q945.78

A