周楠 張邊江 唐寧

摘要：以野生馬齒莧（Portulaca oleracea L.）為試驗材料，研究海水脅迫對馬齒莧種子萌發(fā)及生理指標的影響。結(jié)果表明，在5%的海水脅迫下，與對照相比，馬齒莧種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢與發(fā)芽指數(shù)略有升高。隨著海水體積分數(shù)的增加，馬齒莧葉片葉綠素含量不斷下降，可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和脯氨酸含量均呈上升趨勢。可見，在海水脅迫下，馬齒莧能保持較高的抗氧化特性，從而減輕海水脅迫對其生長的傷害。

關(guān)鍵詞：馬齒莧（Portulaca oleracea L.）；海水脅迫；種子萌發(fā)；生理特性

中圖分類號：Q949.745；Q945.78 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）05-1186-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.05.025

Effects of Seawater Stress on Seed Germination and

Physiological Indexes in Portulaca oleracea

ZHOU Nan， ZHANG Bian-jiang， TANG Ning

（School of Food Science， Nanjing Xiaozhuang University， Nanjing 211171， China）

Abstract： Taking the wild Portulaca oleracea L. as test materials， the effects of seawater stress on seed germination and physiological indexes were studied. The results showed that， compared with the contrast， the germination rate， germination force and germination index increased under the treatment of 5% seawater. With the increase of the seawater volume ftaction， the content of proline， soluble sugar and soluble protein increased. It was concluded that， P. oleracea L. could maintain the high inoxidizability to reduce the harm from seawater stress of low concentration.

Key words： Portulaca oleracea L.； seawater stress； seed germination； physiological index

馬齒莧（Portulaca oleracea L.）為馬齒莧科一年生草本植物，藥食兩用，具有肉質(zhì)、多汁型葉片[1]。葉片具有保持水分的細胞，能抵御一定的鹽分脅迫，有研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽濃度的提高，馬齒莧葉片含水量略有上升。鹽脅迫雖然影響馬齒莧的生長和發(fā)育，但在高鹽分地區(qū)馬齒莧仍能獲得較高的產(chǎn)量。

鹽分脅迫會減緩植物的生長發(fā)育、降低產(chǎn)量，植物在鹽脅迫下的代謝、光合、生長等耐鹽機理已被廣泛研究[2-4]，鹽分脅迫影響了植物光合作用的主要器官葉綠體的組分，如色素、酶、蛋白及膜脂等[5]，降低了植物的光合作用，進而使植物的生產(chǎn)力下降。Kafi等[6]發(fā)現(xiàn)馬齒莧可在鹽脅迫的情況下生長；Rahdari等[7]研究表明，在低濃度NaCl脅迫下，馬齒莧的脯氨酸和糖類含量相應增加，有利于其進行光合作用。但海水脅迫對馬齒莧的種子萌發(fā)與抗性生理的影響未見報道，為此，研究了不同體積分數(shù)海水脅迫下，馬齒莧種子萌發(fā)，葉綠素、脯氨酸、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的變化，探討馬齒莧對鹽害的適應性，為進一步改良鹽堿地，開發(fā)抗鹽種質(zhì)資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料處理

供試馬齒莧種子為江蘇鹽城野生品種。種子用0.1%的HgCl2消毒10 min并充分沖洗，然后用去離子水浸泡24 h后播種于蛭石中，用1/2 Hoagland營養(yǎng)液澆灌，待馬齒莧幼苗長至6對葉完全展開后，每盆定苗5株，選取長勢一致的幼苗開始進行海水脅迫處理，海水體積分數(shù)分別為100%、50%、30%、20%、10%、5%，用1/2 Hoagland營養(yǎng)液配制，并用1/2 Hoagland營養(yǎng)液處理作為對照，選取植株自生長點以下的第4片功能葉進行試驗。

1.2 種子萌發(fā)參數(shù)的計算

發(fā)芽率=培養(yǎng)第7天萌發(fā)種子數(shù)/試驗種子數(shù)×100%（7 d后各組發(fā)芽數(shù)不再增加）；

發(fā)芽勢=第4天發(fā)芽種子數(shù)/試驗種子數(shù)×100%（在培養(yǎng)的第4天對照達日發(fā)芽最高值）；

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt。其中Gt表示逐日發(fā)芽種子數(shù)，Dt表示相應的發(fā)芽天數(shù)。

1.3 參數(shù)測定

葉綠素含量采用SPAD-502葉綠素儀（柯尼卡美能達，日本SPAD-502）測定，選取6株葉片測量并記錄?？寡趸笜说臏y定：剪取0.5 g馬齒莧葉片，加少許含PVP（聚乙烯吡咯烷酮）50 mmol/L pH 7.8的磷酸緩沖液冰浴研磨，于4 ℃下10 000 r/min離心15 min，取上清液備用。脯氨酸含量參照Bates等[8]的方法測定，可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量按文獻[7]的方法測定。所有測定重復3次，取平均值。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2011和SPSS軟件分析，用Duncans新復極差法進行多重比較（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 海水脅迫對馬齒莧種子萌發(fā)的影響

由表1可以看出，5%的海水對馬齒莧種子萌發(fā)有一定的促進作用，與對照相比，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)略有升高，但差異不顯著，芽長和根長與對照相比也無顯著差異；10%的海水脅迫下，馬齒莧種子的萌發(fā)受到一定的抑制，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和根長與對照差異顯著，但芽長與對照無顯著差異；而后隨著海水體積分數(shù)的升高，馬齒莧種子萌發(fā)受到明顯抑制，50%以上的海水處理下馬齒莧種子不萌發(fā)。

2.2 海水脅迫對馬齒莧葉綠素含量的影響

葉綠素是主要的光合色素，在植物光合作用中起著關(guān)鍵性的作用，海水脅迫中主要是由于鹽濃度的上升導致植物葉片的葉綠素合成減少，由圖1可以看出，馬齒莧葉片中葉綠素的含量隨海水體積分數(shù)的提高逐漸降低，全海水培養(yǎng)的植株葉綠素含量約為對照的50%。

2.3 海水脅迫對馬齒莧可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和脯氨酸含量的影響

可溶性糖類參與滲透調(diào)節(jié)，并可能在維持植物蛋白質(zhì)穩(wěn)定方面起重要作用。葉片中較高的可溶性糖含量既可以作為營養(yǎng)物質(zhì)，也可以增強植物對脅迫的適應。由圖2可以看出，隨著海水體積分數(shù)的增加，馬齒莧葉片中可溶性糖含量呈上升趨勢。從圖3可知，隨著海水體積分數(shù)的增加，馬齒莧的可溶性蛋白質(zhì)含量隨之增加，以維持馬齒莧細胞的低滲透勢，抵抗海水脅迫，使海水不能進入細胞。脯氨酸（Pro）是植物蛋白質(zhì)的組分之一，以游離狀態(tài)廣泛存在于植物體中，通常作為一種滲透調(diào)節(jié)劑或細胞質(zhì)酶的保護性物質(zhì)。在鹽漬等脅迫條件下，許多植物體內(nèi)脯氨酸大量積累。由圖4可以看出，隨著海水體積分數(shù)的增加，馬齒莧葉片中脯氨酸含量呈上升趨勢?？梢婋S著海水體積分數(shù)的增加，可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和脯氨酸含量均呈上升趨勢，含量顯著增加，說明馬齒莧葉片中積累該3種物質(zhì)，以增強其對海水脅迫的適應性。

3 小結(jié)

試驗結(jié)果表明，在5%低體積分數(shù)的海水脅迫下，馬齒莧種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢與發(fā)芽指數(shù)等指標略有升高，表明馬齒莧耐鹽性較強。低體積分數(shù)的海水對種子萌發(fā)有一定的促進作用，可能是馬齒莧種子在鹽分脅迫下仍可吸收一定量的水分，為萌發(fā)創(chuàng)造了條件。植物的生長發(fā)育和產(chǎn)量與光合性能直接相關(guān)，葉綠素是主要的光合色素，在植物光合作用中起著關(guān)鍵性的作用[9]，鹽脅迫導致植物葉片的葉綠素合成減少，光合作用受到抑制[10]。隨海水脅迫程度的加重，馬齒莧葉片中葉綠素降解加劇，馬齒莧葉綠素b比葉綠素a更容易受到鹽脅迫的影響，a/b升高，可見葉綠素b含量的降低是光合作用減弱的主要原因之一，導致馬齒莧葉片中葉綠素降解加劇，光合作用減弱。

鹽漬等脅迫條件下，使植物細胞膜的膜脂和蛋白質(zhì)分布紊亂，此時植物過氧化酶活力升高，植物細胞會積累一些可溶性物質(zhì)如糖、蛋白質(zhì)或脯氨酸等來降低胞內(nèi)滲透勢，保證水分的供應[11，12]。在海水脅迫下，馬齒莧體內(nèi)積累大量的糖、蛋白質(zhì)和脯氨酸，幫助維持細胞較低的滲透勢，抵抗逆境帶來的脅迫，從而減輕鹽脅迫對其生長的傷害。

馬齒莧是值得開發(fā)的藥食兩用植物，具有一定的耐海水澆灌的特性，是鹽土農(nóng)業(yè)開發(fā)的先鋒植物[13]，可通過基因工程[14]、細胞工程[15]、分子克隆[16]等技術(shù)，進一步開發(fā)利用馬齒莧。隨著中國沿海灘涂面積的不斷擴大，種植馬齒莧，發(fā)展鹽土農(nóng)業(yè)，對進一步加快中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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