王文銀， 高小剛， 司曉林， 徐當會

蘭州大學生命科學學院， 草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室， 甘肅 蘭州 730000

外源鈣鹽對鹽脅迫下沙拐棗滲透調(diào)節(jié)和膜脂過氧化的影響

王文銀， 高小剛， 司曉林， 徐當會*

蘭州大學生命科學學院， 草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室， 甘肅 蘭州 730000

為了解外源鈣對緩解沙拐棗(Calligonummongolicum)鹽脅迫的主要生理機制，采用盆栽法探究在0、100、200 mmolL的NaCl脅迫下，分別添加5、10、15和20 mmolL的Ca(NO3)2對沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)、丙二醛含量、w(可溶性蛋白)、w(可溶性糖)的影響. 結(jié)果表明，單獨添加Ca(NO3)2使沙拐棗同化枝內(nèi)w(脯氨酸)、丙二醛含量、w(可溶性蛋白)以及w(可溶性糖)增加，即Ca(NO3)2對沙拐棗的生長造成了脅迫. 對w(脯氨酸)、丙二醛含量、w(可溶性蛋白)、w(可溶性糖)來說，NaCl和Ca(NO3)2之間均存在極顯著的交互作用，與對照相比，在c(NaCl)分別為100、200 mmolL，添加c〔Ca(NO3)2〕為10、20 mmolL時，w(脯氨酸)顯著增加，分別達到最大值(736.7、1 086.3 μgg)；丙二醛含量分別降低了37.8%和40.5%，w(可溶性蛋白)以及w(可溶性糖)均增加. 總之，適宜濃度的鈣鹽通過增加滲透物質(zhì)w(脯氨酸)、w(可溶性蛋白)及w(可溶性糖)，降低丙二醛的含量來有效緩解鹽脅迫對沙拐棗幼苗產(chǎn)生的傷害，當c(NaCl)c〔Ca(NO3)2〕為10∶1時，緩解作用最佳，并且鈣鹽對沙拐棗鹽脅迫的緩解屬于抗性誘導的調(diào)節(jié)作用.

沙拐棗； 外源鈣； 鹽脅迫； 脯氨酸； 丙二醛； 可溶性蛋白

土壤荒漠化對人類的生存與發(fā)展造成了很大程度的影響，據(jù)報道，我國大約有25%的土地受到荒漠化的影響. 我國還存在大面積的潛在荒漠化土地，而土壤鹽漬化是造成土壤荒漠化的主要原因之一，大量開發(fā)和利用荒漠化土地，對荒漠化土地的利用以及環(huán)境的改善都具有現(xiàn)實的意義[1]. 面對土壤荒漠化，可通過采取化學方法或者水土管理的方法對其土壤鹽漬化進行緩解，但需投入大量的財力以及人力，所需的成本較高，因此培育出抗鹽的優(yōu)勢種是改良鹽漬化土地有效的方法之一[2]. 同樣土壤鹽漬化及沙化是世界范圍內(nèi)影響植物生長發(fā)展的主要影響因子，許多研究學者試圖通過篩選耐鹽抗旱的優(yōu)良物種來使其適應環(huán)境，便于在嚴酷的條件下生長，進而達到改善環(huán)境的目的. 對植物耐鹽機理的了解和認識是成功培育優(yōu)良耐鹽品種的前提和基礎(chǔ).

在鹽脅迫條件下，植物通過積累體內(nèi)滲透物質(zhì)脯氨酸的含量以緩解鹽脅迫，因此，脯氨酸在植物細胞適應鹽脅迫的過程中有重要的作用[3]. 鹽分可以使植物細胞膜的滲透性增加，膜脂過氧化增強；丙二醛是膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量可以表征膜損壞的程度[4]. 在水分不足的地方，如荒漠地區(qū)以及鹽脅迫的條件下，植物能否維持自身正常的生長狀況，關(guān)鍵在于能否保持體內(nèi)的水分平衡，一種重要的生理調(diào)節(jié)機制就是在水分脅迫時增加可溶性糖的積累，提高溶質(zhì)的濃度，降低植物體的滲透勢來抵御逆境傷害，維持正常的生存與生長[5- 6]. 對植物而言，Ca元素不僅僅是植物生長必需的大量營養(yǎng)元素之一，同時還是偶聯(lián)胞外信號與胞內(nèi)生理反應的第二信使[5]，鈣離子參與鹽、干旱、高溫、低溫、弱光等帶給植物的脅迫信號的轉(zhuǎn)導，脅迫信號轉(zhuǎn)導與胞內(nèi)Ca2+濃度的變化及鈣依賴型相關(guān)蛋白質(zhì)的運轉(zhuǎn)方式有關(guān)[7- 8]，是植物代謝和發(fā)育的主要調(diào)控者. 適量的Ca可以降低質(zhì)膜透性，調(diào)節(jié)胞內(nèi)外Na+K+的比例，從而提高植物的抗鹽性，促進植物的生長，因此研究Ca與植物耐鹽相關(guān)性具有重要意義. 近些年來許多學者[9- 10]認為，通過Ca2+通道及Ca2+泵的變化使植物細胞中鈣離子濃度發(fā)生變化，進一步改變鹽脅迫信號，主要從所施外源鈣的種類以及濃度方面進行對植物鹽脅迫下光合作用、離子代謝、滲透調(diào)節(jié)等生理代謝過程的緩解作用進行了研究. Ca對植物的緩解作用主要與細胞膜的穩(wěn)定性、根系對Na+的吸收以及抗氧化酶對植物的保護作用相關(guān)[11- 12]，沙拐棗(Calligonummongolicum)是蓼科(Polygonaceae)沙拐棗屬(Calligonum)落葉灌木，能在極端嚴酷的荒漠環(huán)境中生長，具有抗風蝕、耐沙割、抗干旱、耐沙埋、耐貧瘠、枝條茂密、萌蘗力強、根系發(fā)達等特性，具有良好的生態(tài)和經(jīng)濟效益[13]. 因此，沙拐棗已成為荒漠化植被恢復和重建、防風固沙林建設(shè)中的首選樹種. 近些年來對沙拐棗的研究主要涉及其生理指標、光合特性指標[14]、水分生理特征[15]及種子萌發(fā)[16]等方面，王靜靜等[17]對鹽脅迫下鈣鹽的添加對沙拐棗株高及光合指標進行了研究，但對Ca的緩解作用中起主要作用的是抗性誘導還是營養(yǎng)競爭這一問題難以回答. 為了探討外源鈣緩解植物鹽脅迫傷害的主要生理機制，該研究以沙拐棗為對象，通過在不同鹽脅迫濃度下添加不同濃度Ca(NO3)2的方法，分析提高沙拐棗耐鹽性的生理因素，以期為進一步研究鈣與植物耐鹽相關(guān)性提供參考.

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗處理

試驗于2016年3—8月在蘭州大學溫室大棚(避雨)內(nèi)進行，選擇大小一致的沙拐棗苗進行移栽至180 mm×270 mm的塑料花盆內(nèi)，每個花盆移栽1株，定期對其進行澆水，使其生長適應之后，在發(fā)芽后于6月2日開始NaCl處理和Ca(NO3)2處理，每隔7 d進行一次處理. 盆栽所用土壤為自然生境下的黃土，土壤中w(TN)為0.18 gkg，w(TP)為0.46 gkg，w(速效氮)為17.76 mgkg，w(速效磷)為2.04 mgkg，w(Na+)和w(Ca2+)分別為1.08、0.38 gkg，pH為7.51. 參考Kawasaki等[18- 19]的相關(guān)研究，試驗設(shè)15個處理，不添加NaCl和Ca(NO3)2作為對照，100、200 mmolL NaCl處理，5、10、15、20 mmolL Ca(NO3)2處理，100、200 mmolL NaCl分別與5、10、15、20 mmolL Ca(NO3)2交互處理，上述濃度均為一次處理用量，每個處理重復4次. 8月3日處理結(jié)束后，采集單株植物個體上的同化枝，立即放入冰盒中，帶回實驗室進行分析測定.

1.2 同化枝內(nèi)相關(guān)指標的測定

同化枝中w(脯氨酸)、丙二醛含量、w(可溶性蛋白)、w(可溶性糖)的測定方法見文獻[20].

1.2.1w(脯氨酸)的測定

稱取沙拐棗同化枝樣品0.5 g，加入5 mL 3%磺基水楊酸，沸水浴10 min，冷卻后 5 000 rmin離心5 min. 吸取2 mL上清液，再加2 mL冰醋酸和2 mL酸性茚三酮，沸水浴30 min，冷卻后加4 mL甲苯，靜置片刻，以甲苯為對照，520 nm波長下進行比色.

1.2.2 丙二醛含量的測定

稱取沙拐棗同化枝0.5 g，用6 mL 5% TCA(三氯乙酸)，3 000 rmin 離心10 min后，取2 mL上清液，加0.67% TBA(硫代巴比妥酸)2 mL，沸水浴15 min，迅速冷卻，分別在450、532、600 nm波長下進行比色，測定吸光度值，計算丙二醛含量.

1.2.3w(可溶性蛋白)的測定

稱取沙拐棗同化枝0.5 g于預冷的研缽中用5 mL蒸餾水進行研磨后，轉(zhuǎn)移至離心管中，以 8 000 rmin 的速度離心5 min，吸取1 mL上清液，加入5 mL 100 mgL的考馬斯亮藍G- 250試劑，混勻后靜止5 min，在595 nm波長下進行比色.

1.2.4w(可溶性糖)的測定

稱取沙拐棗同化枝0.2 g，用12 mL蒸餾水研磨，沸水浴中煮沸20 min，以 8 000 rmin 的速度離心5 min，吸取0.2 mL上清液于玻璃管中，加0.8 mL蒸餾水及5 mL蒽酮，煮沸10 min，冷卻至室溫后在630 nm波長下進行比色.

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件用單因素方差分析的方法進行分析處理，對NaCl與鈣鹽同時添加時沙拐棗同化枝中各指標的含量進行雙因素方差分析，用最小顯著差(Duncan中P=0.05)表示各處理之間的差異性，采用Origin 9.0軟件作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 外源鈣對鹽脅迫下沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)的影響

c〔Ca(NO3)2〕(mmolL)：1—0；2—5；3—10；4—15；5—20.注：相同NaCl處理不同鈣鹽處理間不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05). 下同. 圖1 Ca(NO3)2對沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)的影響Fig.1 Effect of Ca(NO3)2 on proline content in assimilating shoots of Calligonum mongolicum

由圖1可見，在沒有Ca(NO3)2交互處理時，隨著c(NaCl)的增加，沙拐棗同化枝中的c(脯氨酸)也逐漸增大，當c(NaCl)分別為100和200 mmolL時，w(脯氨酸)分別比對照高475.8%、801.0%. 由此可

見，鹽脅迫后沙拐棗受到滲透脅迫的傷害可以通過在同化枝內(nèi)產(chǎn)生脯氨酸進行滲透調(diào)節(jié)，進而緩解脅迫傷害. 在沒有NaCl脅迫的條件下，單獨添加Ca(NO3)2時，隨著c〔Ca(NO3)2〕的增大，沙拐棗同化枝中w(脯氨酸) 也逐漸增大，可以看出，Ca(NO3)2影響了沙拐棗的生長，對沙拐棗的生長產(chǎn)生了脅迫.

不僅NaCl、Ca(NO3)2處理會對沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)造成顯著差異，同時二者間還存在極顯著(P<0.01)的交互作用(見表1). 當c(NaCl)為100 mmolL時，隨著施加c〔Ca(NO3)2〕的增加，w(脯氨酸)呈先上升后下降的趨勢，且不同處理之間差異顯著(見圖1)；當c〔Ca(NO3)2〕為10 mmolL時，同化

表1 不同濃度Ca(NO3)2與NaCl添加對w(脯氨酸)交互作用的分析結(jié)果

注：1)R2= 0.931，調(diào)整的R2=0.909.

枝內(nèi)所積累的w(脯氨酸)達到最大值736.7 μgg，在20 mmolL Ca(NO3)2時降到最低，低于同等c(NaCl)處理下未添加Ca(NO3)2的沙拐棗同化枝內(nèi)的w(脯氨酸)；當c(NaCl)為200 mmolL時，添加c〔Ca(NO3)2〕 為20 mmolL時，植物體內(nèi)w(脯氨酸)達到最高1 086.3 μgg，與同等c(NaCl)處理下未添加c〔Ca(NO3)2〕的沙拐棗同化枝內(nèi)的w(脯氨酸)相比增加了45.6%.

2.2 外源鈣對鹽脅迫下沙拐棗同化枝中丙二醛含量的影響

由圖2可知，在未添加Ca(NO3)2的情況下，丙二醛含量隨外界c(NaCl)的增加呈逐漸上升的趨勢. 無NaCl處理的情況下，沙拐棗同化枝內(nèi)丙二醛含量隨著外界c〔Ca(NO3)2〕的增加呈下降趨勢，當濃度達到10 mmolL之后，丙二醛含量的變化不顯著. NaCl與Ca(NO3)2同時添加對沙拐棗同化枝中丙二醛含量的影響存在極顯著的(P<0.01)交互作用(見表2). 在c(NaCl)為100 mmolL、c〔Ca(NO3)2〕為10 mmolL時，沙拐棗同化枝內(nèi)的丙二醛含量降到最低，與同c(NaCl)處理下未添加Ca(NO3)2的沙拐棗同化枝相比，丙二醛含量降低了49.0%，與對照相比降低了37.8%；當c(NaCl)為200 mmolL、添加不同濃度的Ca(NO3)2時，沙拐棗同化枝內(nèi)丙二醛含量呈先升后降的趨勢，但均低于同等NaCl處理時的含量，當c〔Ca(NO3)2〕為20 mmolL時，丙二醛含量降到最低，與對照相比降低了40.5%. 說明Ca(NO3)2可以通過促進植物體內(nèi)丙二醛的代謝來緩解鹽脅迫，當c(NaCl) 為100 mmolL時，10 mmolL的Ca(NO3)2緩解作用最佳，當c(NaCl)為200 mmolL時，20 mmolL 的Ca(NO3)2緩解作用最佳.

c〔Ca(NO3)2〕(mmolL)：1—0；2—5；3—10；4—15；5—20.圖2 Ca(NO3)2對沙拐棗同化枝中丙二醛含量的影響Fig.2 Effect of Ca(NO3)2 on MDA content in assimilating shoots of Calligonum mongolicum

表2 不同濃度Ca(NO3)2與NaCl添加對丙二醛含量交互作用的分析結(jié)果

注：1)R2= 0.772，調(diào)整的R2= 0.701.

2.3 外源鈣對鹽脅迫下沙拐棗同化枝中w(可溶性蛋白)的影響

由圖3可以看出，單獨NaCl處理時，w(可溶性蛋白)隨著鹽濃度的增加而上升，單獨不同Ca(NO3)2處理時，沙拐棗同化枝內(nèi)w(可溶性蛋白)均高于對照，說明NaCl和Ca(NO3)2單獨處理時，對沙拐棗的生長均產(chǎn)生脅迫，導致同化枝內(nèi)w(可溶性蛋白)的增加.

c〔Ca(NO3)2〕(mmolL)：1—0；2—5；3—10；4—15；5—20.圖3 Ca(NO3)2對沙拐棗同化枝中w(可溶性蛋白)的影響Fig.3 Effect of Ca(NO3)2 on soluble protein content in assimilating shoots of Calligonum mongolicum

NaCl和Ca(NO3)2的交互處理對沙拐棗中w(可溶性蛋白)的影響存在極顯著(P<0.01)的交互作用(見表3). 當NaCl和Ca(NO3)2交互處理時，在同等的NaCl的處理下添加Ca(NO3)2，不論鈣鹽濃度的高低，w(可溶性蛋白)均高于NaCl處理，c(NaCl)為100 mmolL時，各處理之間不存在顯著性差異，c(NaCl)為200 mmolL、c〔Ca(NO3)2〕高于10 mmolL時，w(可溶性蛋白)顯著高于NaCl處理下的含量.

2.4 外源鈣對鹽脅迫下沙拐棗同化枝中w(可溶性糖)的影響

由圖4可以看出，不同NaCl處理時w(可溶性糖)均低于對照，在無NaCl作用時，同化枝中w(可溶性糖)隨c〔Ca(NO3)2〕的增加呈先增大后減小的趨勢. NaCl和Ca(NO3)2的交互處理對沙拐棗中w(可溶性糖)的影響存在極顯著(P<0.01)的交互作用(見表4). 當NaCl和Ca(NO3)2交互處理時，在同等NaCl的處理下添加Ca(NO3)2，w(可溶性糖)隨c〔Ca(NO3)2〕的增加先增大后減小，其值均高于NaCl處理所對應的含量，c(NaCl)為100 mmolL時，添加不同的c〔Ca(NO3)2〕，各處理之間不存在顯著性差異，當c〔Ca(NO3)2〕為10 mmolL時，w(可溶性糖)最大；c(NaCl)為200 mmolL、c〔Ca(NO3)2〕為20 mmolL時，w(可溶性糖)顯著高于同等NaCl處理下的含量，并且在同組之間達到最大.

表3 不同濃度Ca(NO3)2與NaCl添加對w(可溶性蛋白)交互作用的分析結(jié)果

注：1)R2= 0.859，調(diào)整的R2= 0.815.

c〔Ca(NO3)2〕(mmolL)：1—0；2—5；3—10；4—15；5—20.圖4 Ca(NO3)2對沙拐棗同化枝中w(可溶性糖)的影響Fig.4 Effect of Ca(NO3)2 on soluble sugar content in assimilating shoots of Calligonum mongolicum

3 討論

3.1 鈣鹽對鹽脅迫下w(脯氨酸)的影響

Ca是植物生長所必需的元素，能夠維持細胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，調(diào)控細胞內(nèi)外物質(zhì)的運輸，也可以作為信號轉(zhuǎn)導物質(zhì)，參與植物細胞內(nèi)信號的傳遞[21]. 該研究分析了不同濃度Ca(NO3)2的添加對NaCl脅迫下沙拐棗生化指標的緩解作用，結(jié)果表明，隨著c(NaCl) 的增加，w(脯氨酸)呈上升趨勢(見圖1)，這與王康等[22]的研究結(jié)果一致，當c(NaCl)大于200 mmolL，同化枝中w(脯氨酸)是否會下降還有待進一步研究. NaCl可以產(chǎn)生滲透脅迫，影響植物對水分的吸收，從而導致生理干旱，脯氨酸是可溶性物質(zhì)，是植物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的主要成分之一，以游離的狀態(tài)廣泛存在于植物體內(nèi)，因此植物可以通過累積脯氨

表4 不同濃度Ca(NO3)2與NaCl添加對w(可溶性糖)交互作用的分析結(jié)果

注：1)R2=0.883，調(diào)整的R2=0.846.

酸來緩解外界鹽的脅迫. 隨著外界鹽濃度的增加，植物需要自身積累更多的脯氨酸來緩解鹽脅迫. NaCl之所以能使植物體內(nèi)w(脯氨酸)增加，可能的原因是NaCl促進了P5CS基因的表達[21]，單獨添加Ca(NO3)2使w(脯氨酸)顯著增加，說明單獨添加Ca(NO3)2對植物造成了脅迫，NaCl脅迫下添加Ca(NO3)2可以提高沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)，這一結(jié)果與NaCl脅迫下加鈣對青錢柳[23]、山茱萸[24]的研究結(jié)果一致，當NaCl與Ca(NO3)2交互處理時，存在極顯著的交互作用(見表1)，且添加Ca(NO3)2可以通過增加w(脯氨酸)來緩解鹽脅迫對沙拐棗的傷害，當c(NaCl)為100 mmolL、c〔Ca(NO3)2〕為10 mmolL時，緩解效果最佳，當c(NaCl)為200 mmolL時，添加20 mmolL Ca(NO3)2的效果最佳，因此可以看出Ca(NO3)2的緩解作用并非Ca(NO3)2濃度越高緩解作用越好，當c(NaCl)不同時，達到最佳緩解作用所需c〔Ca(NO3)2〕也不同. 添加Ca(NO3)2之所以能促進脯氨酸含量的增加，可能是Ca2+誘導了P5CS基因的表達，也有可能是NO3-參與了脯氨酸的另一條合成路徑，經(jīng)硝酸還原酶和亞硝酸還原酶的作用將NO3-還原成NH4+，NH4+促進鳥氨酸和精氨酸的合成[21]，從而促進脯氨酸的積累，也有可能是兩者共同的結(jié)果，沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)的增加還有待進一步進行研究.

3.2 鈣鹽對鹽脅迫下丙二醛含量的影響

植物在衰老或逆境條件下，通常會發(fā)生膜脂過氧化反應，丙二醛是膜脂過氧化反應的最終分解產(chǎn)物，丙二醛含量的多少可以衡量植物細胞膜的氧化損壞程度. 在NaCl脅迫下，沙拐棗體內(nèi)丙二醛含量增加說明NaCl脅迫導致沙拐棗細胞膜氧化受損，這一結(jié)果與YANG等[25]對白刺的研究結(jié)果一致. 在單獨Ca(NO3)2處理時，丙二醛的含量隨鈣鹽濃度的增加而降低，100、200mmolL NaCl處理時，添加Ca(NO3)2可以使植物體內(nèi)丙二醛含量降低(見圖2)，說明Ca(NO3)2可以緩解NaCl脅迫對沙拐棗細胞膜的損壞，當c(NaCl)為100 mmolL時，10 mmolLCa(NO3)2緩解作用最佳，當c(NaCl)為200 mmolL、c〔Ca(NO3)2〕 為20 mmolL時緩解作用最佳. 說明并非添加Ca(NO3)2的濃度越高越好，鈣鹽濃度過高或過低都會使Ca(NO3)2的緩解作用下降，這與程玉靜等[26]對黃瓜的研究結(jié)果一致. 當c(NaCl)c〔Ca(NO3)2〕為10∶1時，Ca(NO3)2對沙拐棗同化枝中丙二醛的緩解作用最好. 在NaCl脅迫下，植物體內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧物質(zhì)，包括O2-、OH-等，引起氧化應激反應，導致植物細胞膜過氧化損傷，導致丙二醛含量的上升，適宜的c〔Ca(NO3)2〕能降低NaCl脅迫下植物體內(nèi)丙二醛的含量，究其原因：①添加外源鈣，生成的Ca2+對細胞膜的保護作用，緩解了NaCl對細胞膜的傷害，進而導致丙二醛含量的降低；②Ca(NO3)2的添加除了引進Ca2+還引進了NO3-，引進的NO3-可以促進沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)的累積，w(脯氨酸)的增加有助于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)的消耗，維持了細胞中NADP+NADPH比例的平衡，約束了活性氧的累積，進而降低了丙二醛的含量[27].

3.3 鈣鹽對鹽脅迫下w(可溶性蛋白)和w(可溶性糖)影響

圖3表明，隨著鹽濃度的增加，沙拐棗同化枝中w(可溶性蛋白)增加，這與李悅等[28]對翅堿蓬的研究結(jié)果一致，這表明鹽脅迫條件增強了植物細胞中蛋白質(zhì)的合成代謝，促進更多蛋白質(zhì)的合成參與滲透調(diào)節(jié)，使植物適應鹽脅迫，以便更好的生長. 楊少輝等[29- 30]認為，植物在鹽脅迫下會合成新的蛋白質(zhì)，在逆境條件下，鹽脅迫蛋白與細胞壁糖蛋白的作用相同，認為鹽脅迫蛋白的增加是植物的一種自我保護的作用，Ca2+作為植物體內(nèi)第二信使，它與鈣調(diào)蛋白質(zhì)結(jié)合形成有活性的 Ca2+-CaM 復合體，進行調(diào)控細胞內(nèi)一系列生理生化過程. 筆者研究表明，與對照相比，只添加Ca(NO3)2時，同化枝中w(可溶性蛋白)隨著鹽濃度的增加先降低后增加，而在不同濃度NaCl脅迫下，添加不同濃度的Ca(NO3)2，同化枝中w(可溶性蛋白)均高于同等NaCl處理中的含量，表明Ca2+參與了鹽脅迫信號傳導的過程和蛋白質(zhì)合成的過程，在緩解鹽對植株的脅迫傷害中發(fā)揮著重要作用. 鹽脅迫處理時，沙拐棗同化枝中w(可溶性糖)大幅度的降低，這與李姝睿[31]對蕓豆的研究結(jié)果一致，w(可溶性糖)減低的原因可能是隨鹽濃度升高，導致植物體內(nèi)Cl-濃度增加，使植物體內(nèi)發(fā)生陰離子的競爭，磷酸在體內(nèi)大量地積累，影響了光合作用的正常進行，使得呼吸作用增強，進而使細胞中糖分被消耗[31].

4 結(jié)論

a) 在鹽脅迫下，添加適當濃度的Ca(NO3)2可提高沙拐棗同化枝中w(脯氨酸)，降低丙二醛的含量，提高w(可溶性蛋白)和w(可溶性糖)；鹽脅迫啟動了鈣信號的表達，刺激植物產(chǎn)生一系列的應激反應來適應鹽脅迫，降低膜脂過氧化反應，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，增強蛋白質(zhì)的合成代謝，緩解作用最佳，過低的鈣濃度緩解作用不夠，因此同過高的鈣濃度一樣，反而對植物造成傷害.

b) 施用Ca(NO3)2可以在一定程度上緩解鹽脅迫對沙拐棗生理指標的影響，其中當c(NaCl)c〔Ca(NO3)2〕 為10∶1時濃度最為適宜，并且鈣鹽對鹽脅迫的緩解作用是由抗性誘導所致并非營養(yǎng)競爭.

c) 添加適宜濃度的鈣鹽能夠有效地緩解鹽脅迫對沙拐棗幼苗產(chǎn)生的傷害，對不同鹽脅迫生境中的沙拐棗而言，可通過添加外源鈣的手段來提高存活率.

d) 研究顯示，外源鈣的添加對鹽脅迫植物體內(nèi)生理指標存在極顯著的交互作用，但有關(guān)鈣如何調(diào)控鹽脅迫下沙拐棗基因轉(zhuǎn)錄表達及其分子機理，還有待進一步研究.

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Effects of Exogenous Calcium on Osmotic Adjustment and Peroxidation ofCalligonummongolicumMembrane Under Salt Stress

WANG Wenyin, GAO Xiaogang, SI Xiaolin, XU Danghui*

State Key Laboratory of Grassland and Agro-Ecosystem, School of Life Science, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

The aim of this study was to explore the regulating mechanism of exogenous calcium inCalligonummongolicumunder salt stress. The effects of calcium (5, 10, 15 and 20 mmolL concentrations) on osmotic adjustment and peroxidation ofC.mongolicummembrane under NaCl stress (0, 100, 200 mmolL) were studied, including the contents of proline, malondialdehyde, soluble proteins and soluble sugars in assimilating shoots ofC.mongolicum. The results showed that the contents of proline, malondialdehyde, soluble proteins and soluble sugars were increased after Ca(NO3)2treatment, which indicates that Ca(NO3)2addition alone is harmful toC.mongolicum. There was a highly significant interaction between calcium and salt on the content of proline, malondialdehyde, soluble protein and soluble sugar in assimilating shoots. Compared with the control, when NaCl concentration was 100 and 200 mmolL, and Ca(NO3)2was 10 mmolL and 20 mmolL; the content of proline was significantly increased to 736.7 μgg and 1086.3 μgg; the content of malondialdehyde decreased by 37.8% and 40.5%; and the contents of soluble proteins and soluble sugars were increased. As a whole, it could be noticed that suitable concentrations of calcium improved the salt tolerance ofC.mongolicumby increasing the osmoregulation substances such as proline, soluble protein and soluble sugar content, and decreasing malondialdehyde content. The optimal proportion wasc(NaCl)c(Ca(NO3)2) of 10∶1. The alleviation mechanism of exogenous calcium under salt stress was the regulation of resistance induction.

Calligonummongolicum; exogenous calcium; salt stress; proline; malondialdehyde; soluble protein

2017-01-12

2017-04-24

國家自然科學基金項目(30900171，31600336)；蘭州大學中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項基金項目〔Lzujbky- 2016- 93(862600)〕

王文銀(1993-)，女，甘肅會寧人，wangwy2015@lzu.edu.cn.

*責任作者，徐當會(1976-)，女，甘肅正寧人，副教授，博士，主要從事植物生理生態(tài)研究，dhxu@lzu.edu.cn

X171.1

1001- 6929(2017)08- 1230- 08

A

10.13198j.issn.1001- 6929.2017.02.58

王文銀,高小剛,司曉林,等.外源鈣鹽對鹽脅迫下沙拐棗滲透調(diào)節(jié)和膜脂過氧化的影響[J].環(huán)境科學研究,2017,30(8):1230- 1237.

WANG Wenyin,GAO Xiaogang,SI Xiaolin,etal.Effects of exogenous calcium on osmotic adjustment and peroxidation ofCalligonummongolicummembrane under salt stress[J].Research of Environmental Sciences,2017,30(8):1230- 1237.