梁發(fā)輝 王芳 楊靜慧等
摘要: 為了選擇耐鹽櫻桃砧木,以黑山櫻(Cerasus maximowiczii)和四川櫻桃(Cerasus szechuanica)為試材,通過(guò)不同濃度(0、0 2%、0 4%、0 6%)的NaCl脅迫處理,研究植株的生理生化指標(biāo)(MDA含量、SOD酶活性、POD酶活性、Prp含量、葉綠素b含量)。結(jié)果表明,各鹽脅迫濃度下,四川櫻桃的MDA含量均高于黑山櫻;除對(duì)照外,黑山櫻的SOD酶活性在各鹽脅迫濃度下均較四川櫻桃的低;在0 4%~0 6%的高鹽濃度下,黑山櫻的POD酶活性較高,耐鹽性較強(qiáng);在≤0 2%的低鹽濃度下,四川櫻桃的POD酶活性較高;在各鹽脅迫濃度下,黑山櫻的Pro含量均高于四川櫻桃而葉綠素b含量均低于四川櫻桃。隸屬函數(shù)綜合分析認(rèn)為,黑山櫻耐鹽性(0 8)強(qiáng)于四川櫻桃(0 2)。
關(guān)鍵詞: 大櫻桃;砧木;耐鹽性;鹽脅迫;生理生化指標(biāo)
中圖分類號(hào):S662 501 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2015)08-0171-03
大櫻桃是我國(guó)北方落葉果樹中成熟較早的樹種之一,素有“春果第一枝”之稱。大櫻桃色澤鮮艷、營(yíng)養(yǎng)豐富,最新研究發(fā)現(xiàn),大櫻桃還含有花色素、花青素和花紅素等,這些生物素都有重要的醫(yī)藥價(jià)值 [1]。大櫻桃果實(shí)發(fā)育期短,在果實(shí)生長(zhǎng)期不施農(nóng)藥,是真正無(wú)污染的綠色水果,深受人們的喜愛。由于大櫻桃不耐貯藏和運(yùn)輸,適宜在大城市周邊地區(qū)發(fā)展,就近供應(yīng)。天津地區(qū)擁有較多的消費(fèi)群體,因此在天津周邊地區(qū)發(fā)展大櫻桃栽植具有廣闊的市場(chǎng)前景 [2]。
大櫻桃適宜生長(zhǎng)的土壤pH值為6 0~7 5 [3],我國(guó)種植大櫻桃的中北部地區(qū)土壤的pH值為7 0~7 8,為微堿性土壤,在這種pH值范圍內(nèi)大櫻桃基本可以正常生長(zhǎng)。由于天津大部分地區(qū)為輕度或中度鹽堿地,在天津地區(qū)選育耐鹽櫻桃砧木對(duì)于充分利用鹽堿地,為農(nóng)民創(chuàng)收具有重要意義 [4]。因此,本試驗(yàn)通過(guò)分析鹽脅迫下櫻桃砧木的生理生化反應(yīng)和變化,比較了黑山櫻(Cerasus maximowiczii)砧木和四川櫻桃(Cerasus szechuanica)砧木的耐鹽性,為大櫻桃在天津地區(qū)的發(fā)展提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1 1 材料
黑山櫻種子購(gòu)買于河北秦皇島,四川櫻桃種子采自于四川平武山區(qū)。
1 2 方法
試驗(yàn)采用NaCl溶液進(jìn)行鹽脅迫,設(shè)置4個(gè)濃度處理,分別為0(對(duì)照)、0 2%、0 4%和0 6%。將經(jīng)過(guò)低溫沙藏后的種子用清水洗凈,在蛭石苗床上進(jìn)行播種,待長(zhǎng)出2張真葉后,移入帶托花盆中,每盆3株。緩苗4周后,用相應(yīng)濃度鹽水進(jìn)行脅迫處理,每處理5盆(5次重復(fù))。
處理4周后,同組植株隨機(jī)選取葉片,測(cè)其丙二醛(MDA) 含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過(guò)氧化物酶(POD)活性、游離脯氨酸(Pro)含量以及葉綠素b含量。每組處理3次重復(fù),每次讀數(shù)3次重復(fù),運(yùn)用公式計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)。MDA含量的測(cè)定:采用硫代巴比妥酸比色法 [5];SOD酶活性測(cè)定:采用抑制氮藍(lán)四唑法(NBT)光化還原法 [5];POD酶活性測(cè)定:采用愈創(chuàng)木酚比色法 [5];Pro含量測(cè)定:采用酸性茚三酮比色法 [5];葉綠素b含量的測(cè)定:采用分光光度法 [5]。試驗(yàn)所用分光光度計(jì)品牌為PerKinElmer,型號(hào)為L(zhǎng)ambda 35。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS和Excel進(jìn)行差異顯著性分析和作圖。
2 結(jié)果與分析
2 1 鹽脅迫對(duì)2種櫻桃葉片MDA含量的影響
由圖1可知,四川櫻桃的MDA含量隨NaCl濃度升高呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì),且在NaCl濃度為0 2%時(shí)達(dá)到最大值。在各鹽脅迫濃度下,四川櫻桃的MDA含量均高于黑山櫻。黑山櫻在不同NaCl濃度處理時(shí),MDA含量?jī)?nèi)存在顯著差異,四川櫻桃在NaCl濃度為0 6%時(shí)與對(duì)照差異不顯著,其余各濃度均差異顯著。MDA是脂質(zhì)過(guò)氧化作用的產(chǎn)物,植物在逆境脅迫下,體內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧,活性氧通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化作用形成氫過(guò)氧化物,氫過(guò)氧化物可以分解產(chǎn)生MDA,MDA間接反映了膜受損狀況。因此,從葉片中MDA含量隨NaCl處理濃度的變化看,在0 2% NaCl處理下,四川櫻桃和黑山櫻MDA大量積累,膜受損情況嚴(yán)重 [6-7],而黑山櫻的變化幅度要小于四川櫻桃,可見黑山櫻對(duì)鹽脅迫有一定的調(diào)節(jié)能力,其耐鹽性強(qiáng)。因此,從MDA含量看,黑山櫻的耐鹽性較強(qiáng),四川桃較差。
2 2 鹽脅迫對(duì)2種櫻桃葉片SOD酶活性的影響
由圖2可知,黑山櫻和四川櫻桃的SOD酶活性隨NaCl濃度升高均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),黑山櫻和四川櫻桃在NaCl濃度為0 2%時(shí)SOD酶活性達(dá)到最大值。在各鹽脅迫濃度下,黑山櫻的SOD酶活性低于四川櫻桃。
在0~0 4% NaCl處理時(shí)黑山櫻SOD酶活性差異不顯著,當(dāng)NaCl濃度達(dá)到0 6%時(shí)黑山櫻SOD酶活性與其他處理差異顯著。除對(duì)照外,四川櫻桃SOD酶活性在不同濃度NaCl處理時(shí)均有顯著差異。
SOD酶是防御系統(tǒng)中的重要酶類,在逆境下其活性增加可以減輕活性氧代謝對(duì)膜的傷害,增強(qiáng)植物對(duì)逆境的抗性;但在嚴(yán)重的逆境下,SOD酶活性將下降 [8-10]。四川櫻桃的SOD酶活性在鹽脅迫下下降趨勢(shì)明顯,沒有明顯的調(diào)節(jié)作用;因此,從SOD酶活性看,黑山櫻的耐鹽性較強(qiáng),四川櫻桃較差。
2 3 鹽脅迫對(duì)2種櫻桃葉片POD酶活性的影響
由圖3可知,黑山櫻和四川櫻桃的POD酶活性都表現(xiàn)出隨NaCl濃度升高而先升高后下降的趨勢(shì)。其中,在低鹽濃度下(鹽濃度為0~0 2%)四川櫻桃的POD酶活性高,在NaCl濃度為0 2%時(shí)達(dá)到最大值,比對(duì)照提高了433%。在高鹽濃度下(鹽濃度為0 4%~0 6%)黑山櫻的POD酶活性高,并在NaCl濃度為0 4%時(shí)達(dá)到最大值,比對(duì)照提高了586%。黑山櫻與四川櫻桃在各鹽脅迫濃度下POD酶活性均差異顯著。
POD(過(guò)氧化物酶)作為抗氧化酶也是逆境脅迫研究中常測(cè)定的一項(xiàng)生化指標(biāo)。在逆境下其活性增加可以減輕活性氧代謝對(duì)膜的傷害,增強(qiáng)植物對(duì)逆境的抗性 [11-12]。POD活性越強(qiáng),保護(hù)效應(yīng)越強(qiáng)。綜合分析可知,在0 4% NaCl處理下,黑山櫻的POD酶仍然在起調(diào)節(jié)作用,其調(diào)節(jié)范圍較四川櫻桃更大??梢?,從POD酶活性看,黑山櫻較耐鹽,四川櫻桃的耐鹽性較差。
2 4 鹽脅迫對(duì)2種櫻桃葉片Pro含量的影響
由圖4可知,四川櫻桃Pro的含量表現(xiàn)出隨NaCl濃度升高而先升高后下降的趨勢(shì),黑山櫻的Pro含量則先增加后減少再增加,且均在NaCl濃度為0 2%時(shí)達(dá)到最大值。在各鹽脅迫濃度下,黑山櫻的Pro含量均高于四川櫻桃(0 4%鹽濃度下無(wú)明顯差異)。
黑山櫻在0 4% NaCl處理時(shí)Pro含量與其他處理差異顯著,在NaCl濃度為0 2%、0 6%時(shí)差異不顯著,四川櫻桃在各鹽脅迫濃度下Pro含量差異顯著。
植物在不良環(huán)境脅迫下,脯氨酸含量會(huì)顯著增加 [13],在鹽脅迫條件下抗性強(qiáng)的植物體內(nèi)的脯氨酸含量較多,脯氨酸也是鹽生植物的一個(gè)非常重要的調(diào)節(jié)滲透壓物質(zhì)。因此,從游離脯氨酸含量變化看,黑山櫻和四川櫻桃在鹽濃度為0 2%時(shí)Pro含量都迅速增加,但在鹽濃度為0 6%時(shí)黑山櫻Pro含量又急劇上升,說(shuō)明黑山櫻較耐鹽,四川櫻桃的耐鹽性較差。
2 5 鹽脅迫對(duì)2種櫻桃葉片葉綠素b含量的影響
由圖5可知,四川櫻桃葉綠素b的含量表現(xiàn)出隨NaCl濃度升高而先升高后下降的趨勢(shì),在NaCl濃度為0 2%時(shí)達(dá)到最大值,除對(duì)照外,在各鹽脅迫濃度下,四川櫻桃葉綠素b含量均差異顯著。黑山櫻葉片中的葉綠素b含量受鹽脅迫的影響不大,在各鹽濃度處理下差異不顯著。
光合作用是衡量植物合成功能的重要生理指標(biāo),而葉綠素是植物光合作用的基礎(chǔ),葉綠素含量的高低往往能客觀地反映植物抗性的強(qiáng)弱 [14]。因此,從葉綠素b含量看,四川櫻桃對(duì)鹽脅迫的調(diào)節(jié)能力較強(qiáng),黑山櫻較差。
2 6 鹽脅迫下2種櫻桃砧木的生理生化指標(biāo)的綜合分析
為了綜合分析2種植物的耐鹽性,根據(jù)上述2種櫻桃的各個(gè)生理指標(biāo),計(jì)算了在0 2%、0 4%和0 6% 3個(gè)鹽濃度下的隸屬函數(shù)值(表1),以評(píng)估在不同鹽濃度下2個(gè)櫻桃種類的耐鹽性。各指標(biāo)均賦予同等權(quán)重。其中,MDA與耐鹽性呈負(fù)相關(guān),葉綠素b含量、POD酶活性、SOD酶活性和游離脯氨酸含量與耐鹽性呈正相關(guān)。根據(jù)隸屬函數(shù)平均值評(píng)價(jià)各櫻桃種類的耐鹽性,隸屬函數(shù)平均值越大,耐鹽性越強(qiáng)。表1顯示,黑山櫻的隸屬函數(shù)平均值為0 8,四川櫻桃的為0 2。因此,黑山櫻耐鹽性強(qiáng)于四川櫻桃。
3 小結(jié)
葉片的生理生化指標(biāo)能在一定程度上反映植物的生長(zhǎng)狀況,本研究結(jié)果表明,與四川櫻桃相比,黑山櫻植株葉片具有較低的SOD酶活性、MDA含量和較高的Pro含量,SOD酶活性下降較慢,因此有較強(qiáng)的耐鹽性。在低鹽濃度下,四川櫻桃的POD酶活性較高,說(shuō)明在低鹽脅迫下,該酶有一定的調(diào)節(jié)能力,此外四川櫻桃的葉綠素b含量較高,有一定的耐鹽性。因此,綜合分析認(rèn)為,黑山櫻的耐鹽性強(qiáng)于四川櫻桃。
[HS2 2][HT8 5H]參考文獻(xiàn):
[1] 凌青媛 櫻桃可降低痛風(fēng)發(fā)作[J] 心血管病防治知識(shí):科普版,2012(12):58-59
[2]于倩玉,宋 亮,于樹成 北方引種歐洲甜櫻桃的可行性研究[J] 林業(yè)勘查設(shè)計(jì),2008(2):78-79
[3]肖利鎖 大櫻桃栽培技術(shù)[J] 現(xiàn)代農(nóng)村科技,2013,6(11):39-40
[4]王丹丹 鹽脅迫下櫻桃砧木生長(zhǎng)、生理生化及解剖結(jié)構(gòu)的研究[D] 天津:天津農(nóng)學(xué)院,2013
[5]李合生,孫 群,趙世杰,等 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M] 北京:高等教育出版社,2000
[6]張遠(yuǎn)兵,劉愛榮,方 蓉 外源一氧化氮對(duì)鎘脅迫下黑麥草生長(zhǎng)和抗氧化酶活性的影響[J] 草業(yè)學(xué)報(bào),2008,17(4):57-64
[7]王羅霞,趙志光,王鎖民 一氧化氮對(duì)水分脅迫下小麥葉片活性氧代謝及膜脂過(guò)氧化的影響[J] 草業(yè)學(xué)報(bào),2006,15(4):104-108
[8]張小娟,宋 濤,甄曉輝,等 模擬干旱脅迫對(duì)轉(zhuǎn)C4雙基因水稻幼苗光合功能及部分抗氧化酶活性的影響[J] 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,30(4):709-715
[9]李 敏,王維華,王 然,等 高溫脅迫對(duì)菠菜葉片保護(hù)酶活性和膜透性的影響[J] 園藝學(xué)報(bào),2004,31(1):99-100
[10] 白青云,顧振新 低氧脅迫對(duì)發(fā)芽粟谷抗氧化酶活性及GABA含量的影響[J] 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(12):89-91
[11]張志安,張美善,蔚榮海 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M] 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2004
[12]王志穎,劉 鵬 檸檬酸抑制劑對(duì)鋁脅迫下油菜抗氧化酶活性的影響[J] 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,29(5):957-966
[13]廖海兵,孟祥麗,郭衛(wèi)東,等 不同砧木對(duì)甜櫻桃抗?jié)承杂绊慬J] 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(22):13335-13339
[14]馮麗貞 桉樹葉綠素含量與焦枯病抗性的關(guān)系[J] 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,37(4):365-368