衛(wèi)士美，陳 莉，樊存虎，王 量*

(1.運(yùn)城市農(nóng)業(yè)委員會(huì) 科教站，山西 運(yùn)城 044000； 2.運(yùn)城學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000；3.運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 農(nóng)林與工程系，山西 運(yùn)城 044000)

氯化鈉脅迫對(duì)沙打旺幼苗生化指標(biāo)的影響

衛(wèi)士美1，陳 莉2，樊存虎3，王 量3*

(1.運(yùn)城市農(nóng)業(yè)委員會(huì) 科教站，山西 運(yùn)城 044000； 2.運(yùn)城學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000；3.運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 農(nóng)林與工程系，山西 運(yùn)城 044000)

為研究沙打旺幼苗在高鹽分環(huán)境中的適應(yīng)性，本試驗(yàn)分別用0、0.6%、1.2%和1.8%NaCl溶液對(duì)沙打旺幼苗進(jìn)行脅迫對(duì)比試驗(yàn)，并測(cè)定相關(guān)生化活性指標(biāo)。結(jié)果顯示，Pro和MDA含量隨著鹽分濃度遞增呈先升高再降低趨勢(shì)；Pro和MDA達(dá)到峰值點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)NaCl濃度分別為1.2%和0.6%；POD活性隨著鹽脅迫遞增而增強(qiáng)，1.8%時(shí)活性最大。結(jié)果表明，沙打旺幼苗具有較強(qiáng)抗鹽脅迫能力，鹽分濃度1.2%以下的土壤水體環(huán)境適宜沙打旺幼苗生長(zhǎng)。

NaCl； 脅迫； 沙打旺； 生化指標(biāo)

當(dāng)環(huán)境蒸發(fā)量大于降雨量時(shí)，土壤含鹽量出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象[1]。高鹽分土壤可造成土壤肥力下降和表層土的板結(jié)，影響植物根系對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)成分的吸收，造成植物生長(zhǎng)障礙，甚至死亡[2-4]。在全球范圍內(nèi)高鹽堿土壤分布約為9.543 8億hm2，其中我國(guó)約為991.3萬(wàn)hm2[5]。而豆科植物沙打旺因兼具改善高鹽土壤環(huán)境和優(yōu)質(zhì)畜牧業(yè)蛋白質(zhì)飼草的雙重價(jià)值，研究沙打旺幼苗脅迫效應(yīng)對(duì)指導(dǎo)畜牧業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義[6-7]。本試驗(yàn)通過(guò)研究NaCl脅迫效應(yīng)下沙打旺幼苗的生化指標(biāo)，旨在為其耐鹽機(jī)制和生長(zhǎng)環(huán)境提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試沙打旺種子購(gòu)于江蘇省宿遷市沭陽(yáng)縣新河鎮(zhèn)綠中城綠化工程有限公司。

1.2 方法

經(jīng)碾磨后，挑選籽粒飽滿(mǎn)、大小均勻的沙打旺種子，用3%雙氧水消毒15 min，再用蒸餾水反復(fù)沖洗3次，置于含水濾紙的培養(yǎng)皿中催芽，培養(yǎng)箱溫度25 ℃，保持持續(xù)光照。當(dāng)幼苗長(zhǎng)至4 cm時(shí)，挑選長(zhǎng)勢(shì)均勻的幼苗分為4組，每組10苗，用0、0.6%、1.2%和1.8%NaCl溶液進(jìn)行10 d脅迫處理，其中不加為空白對(duì)照。各組重復(fù)3次，試驗(yàn)完成后測(cè)定各組脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和過(guò)氧化物酶(POD)指標(biāo)。Pro含量采用酸性茚三酮比色法；MDA含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法；POD活性采用愈創(chuàng)木酚顯色法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式呈現(xiàn)，使用Excel 2013匯總統(tǒng)計(jì)，SPSS 19.0進(jìn)行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Pro含量變化

植物機(jī)體廣泛存在游離態(tài)Pro，是大分子蛋白和生物酶的重要構(gòu)件，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞酸堿性、保護(hù)膜相構(gòu)造、清除有害自由基和調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡等作用[8]。在環(huán)境脅迫下，植物機(jī)體的游離Pro具有累積趨勢(shì)，以提高植物的抗逆性。在不同濃度NaCl脅迫下，各組沙打旺幼苗體內(nèi)Pro含量不同，且差異顯著(表1)。NaCl濃度為0.6%、1.2%和1.8%時(shí)，沙打旺幼苗體內(nèi)Pro含量顯著大于NaCl濃度為0的對(duì)照組。隨著NaCl濃度的增大，Pro含量呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)，1.2% NaCl濃度時(shí)幼苗體內(nèi)的Pro含量達(dá)到最大值。

2.2 MDA含量變化

植物在逆境脅迫下，細(xì)胞膜通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化作用產(chǎn)生MDA，且隨著程度的加重，其含量呈上升趨勢(shì)。大量MDA的累積對(duì)細(xì)胞膜構(gòu)造具有損傷作用。因此，常把MDA含量作為植物細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化、細(xì)胞衰老和植物抗逆性的重要指標(biāo)[9]。在不同濃度NaCl脅迫下，NaCl濃度為0.6%組的沙打旺幼苗體內(nèi)MDA含量顯著大于0、1.2%和1.8%組，試驗(yàn)濃度為0、1.2%和1.8%組的沙打旺幼苗體內(nèi)MDA含量差異不顯著，但1.2%和1.8%組沙打旺幼苗體內(nèi)MDA的平均值高于0組。

表1 NaCl脅迫下沙打旺幼苗的生化指標(biāo)

注：同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同字母表示處理間差異顯著。

2.3 POD活性變化

過(guò)氧化氫(H2O2)等過(guò)氧化物可引起細(xì)胞膜不飽和脂肪酸的過(guò)氧化，造成細(xì)胞功能降低甚至死亡。POD具有清除植物機(jī)體過(guò)氧化物的作用。因此，POD是維持細(xì)胞膜穩(wěn)定性和完整性的重要物質(zhì)，其活性可作為植物細(xì)胞衰老、自我修復(fù)和抗逆性的重要指標(biāo)[10]。在不同濃度NaCl脅迫下，各組沙打旺幼苗體內(nèi)POD活性不同，且差異顯著。NaCl濃度為0.6%、1.2%和1.8%時(shí)，沙打旺體內(nèi)POD活性顯著大于對(duì)照組。隨著NaCl濃度的增大，POD活性呈正相關(guān)關(guān)系。NaCl濃度為1.8%時(shí)，幼苗體內(nèi)的POD活性達(dá)到最大值。

3 討論

游離態(tài)Pro、MDA和POD是植物體內(nèi)重要的抗逆性指標(biāo)，其含量或活性隨著鹽分脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而變化[11-13]。鹽分脅迫組的沙打旺幼苗機(jī)體Pro含量始終大于對(duì)照組，說(shuō)明高鹽分情況下，沙打旺機(jī)體Pro含量的提高增加了植物組織的滲透壓，有利于水分從周?chē)h(huán)境中進(jìn)入沙打旺體內(nèi)，對(duì)高鹽脅迫具有較強(qiáng)抵抗性；隨著鹽分濃度的增加Pro含量呈現(xiàn)先增大再減小的變化趨勢(shì)，說(shuō)明沙打旺幼苗抵抗環(huán)境高鹽脅迫的能力是有一定限度的，鹽分濃度超過(guò)1.2%(NaCl)時(shí)，抗脅迫能力逐漸降低。

沙打旺幼苗體內(nèi)MDA含量在0.6%(以NaCl為參考)時(shí)達(dá)到最高值，其他濃度組差異不顯著，說(shuō)明細(xì)胞膜的過(guò)氧化情況在NaCl為0.6%時(shí)，所受到的破壞性最強(qiáng)。NaCl濃度大于0.6%時(shí)，細(xì)胞膜的過(guò)氧化情況反而減輕，這可能與POD的持續(xù)升高有關(guān)，較高濃度POD對(duì)細(xì)胞膜具有保護(hù)作用，使鹽脅迫下細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)生的MDA相對(duì)減小。

隨著鹽脅迫程度的加大，POD活性呈逐漸增強(qiáng)趨勢(shì)，說(shuō)明在高鹽分脅迫下，沙打旺幼苗具有較強(qiáng)抑制細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化的能力。MDA含量與POD活性的數(shù)據(jù)變化相互印證，充分說(shuō)明了沙打旺幼苗具有極強(qiáng)的抗鹽脅迫能力。

綜上所述，MDA是細(xì)胞受損程度的側(cè)面指標(biāo)，反映了POD保護(hù)細(xì)胞膜健康度的能力大小，Pro含量代表了植株從高鹽分水體中吸收水分的能力。在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)隨著POD的升高，MDA含量整體呈現(xiàn)良好趨勢(shì)。從細(xì)胞損傷角度看，NaCl濃度在1.8%以?xún)?nèi)時(shí)，植株幼苗并未形成不可逆轉(zhuǎn)的損傷；但當(dāng)NaCl濃度大于1.2%時(shí)，植株中Pro含量卻迅速降低，反映出植株從環(huán)境索取水分的能力下降，即幼苗抗鹽分能力下降，所以土壤水體鹽分濃度小于1.2%時(shí)，較為適合沙打旺幼苗的生長(zhǎng)；大于1.2%時(shí)，沙打旺幼苗開(kāi)始出現(xiàn)生長(zhǎng)抑制。至于更高水體鹽分濃度下引起幼苗衰竭甚至死亡的試驗(yàn)，需在進(jìn)一步的系列試驗(yàn)中探索。

[1] HE F，PAN Y，TAN L，et al. Study of the water transportation characteristics of marsh saline soil in the Yellow River Delta[J]. Science of the Total Environment，2017，574：716-723.

[2] OUNI Y，GHNAYA T，MONTEMURRO F，et al. The role of humic substances in mitigating the harmful effects of soil salinity and improve plant productivity[J]. International Journal of Plant Production，2014，8(3)：353-374.

[3] STAVRIDOU E，HASTINGS A，WEBSTER R J，et al. The impact of soil salinity on the yield，composition and physiology of the bioenergy grass Miscanthus x giganteus[J]. Global Change Biology Bioenergy，2016，9(1)：92-104.

[4] DORRAJI S S，GOLCHIN A，AHMADI S. The effects of hydrophilic polymer and soil salinity on corn growth in sandy and loamy soils[J]. Clean-Soil，Air，Water，2015，38(7)：584-591.

[5] 任小燕，杜建中，孫毅. 轉(zhuǎn)AhCMO基因玉米后代的獲得及耐鹽性鑒定[J]. 分子植物育種，2013，11(3)：332-338.

[6] 張桂國(guó)，董樹(shù)亭，楊在賓，等. 沙打旺飼喂小尾寒羊試驗(yàn)[J]. 草業(yè)科學(xué)，2008，25(3)：74-77.

[7] ZHAO C，GAO J，HUANG Y，et al. The contribution of astragalus adsurgens roots and canopy to water erosion control in the water-wind crisscrossed erosion region of the loess plateau，China[J]. Land Degradation & Development，2016，28(1)：265-273.

[8] BüNDIG C，VU T H，MEISE P，et al. Variability in osmotic stress tolerance of starch potato genotypes (SolanumtuberosumL.) as revealed by an in vitro screening：role of proline，osmotic adjustment and drought response in pot trials[J]. Journal of Agronomy and Crop Science，2016，203(3)：206-218.

[9] SAMUELSSON A. Lipid peroxidation：production，metabolism，and signaling mechanisms of malondialdehyde and 4-hydroxy-2-nonenal[J]. Oxidative Medicine & Cellular Longevity，2014，2014(6)：360-438.

[10] FAKHARI F，SADEGHI H. The effect of pod elimination on water stress in relation to antioxidant enzymes activity and proline in three annual medics species[J]. Journal of Crop Science and Biotechnology，2016，19(1)：109-115.

[11] 張紀(jì)濤，馬大煒. 番茄幼苗對(duì)水分脅迫的生理響應(yīng)[J]. 北方園藝，2015(7)：46-49.

[12] 陳莉. SO2對(duì)玉米幼苗POD、Pro和MDA的影響[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2010，29(4)：727-730.

[13] 趙秀娟，韓雅楠，蔡祿. 鹽脅迫對(duì)植物生理生化特性的影響[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50(19)：3897-3899.

2017-09-26

運(yùn)城學(xué)院產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(CY-2015005)；山西運(yùn)城農(nóng)職院科學(xué)研究項(xiàng)目(2016AB009)

衛(wèi)士美(1980—)，女，山西運(yùn)城人，農(nóng)藝師，碩士，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作，E-mail：xiaomeide2006@126.com。

王 量，E-mail：wangliangshanxi@126.com。

文獻(xiàn)著錄格式：衛(wèi)士美，陳莉，樊存虎，等. 氯化鈉脅迫對(duì)沙打旺幼苗生化指標(biāo)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(12)：2210-2211，2214.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171240

S541+.9

A

0528-9017(2017)12-2210-02

張瑞麟)