王雨,周睿穎,馬立敏,白鈺,關(guān)佳莉,唐曉清
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué),中藥研究所,江蘇 南京 210095)
鹽漬化土壤已成為制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展的全球性問題[1]。我國鹽堿地面積大、分布范圍廣,不當(dāng)?shù)墓喔确绞郊盎实倪^度施用則進一步加劇了土壤的次生鹽漬化[2]。植物不同生長時期的耐鹽性有所差異,而種子萌發(fā)期是植物生長初期比較脆弱的階段,也是鹽脅迫的敏感期,并決定著植物后期的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。鹽脅迫會對種子萌發(fā)產(chǎn)生滲透脅迫和離子毒害,從而導(dǎo)致植物種子萌發(fā)受阻,生長發(fā)育遲緩,產(chǎn)量下降[4]。種子萌發(fā)過程中對這兩種效應(yīng)的綜合適應(yīng)則決定了種子耐鹽性,而溫度及鹽分種類等因素通過協(xié)調(diào)滲透脅迫及離子效應(yīng),最終影響種子的耐鹽能力[5]。鹽脅迫下,滲透脅迫使得棉籽種子吸水困難,發(fā)芽率下降[6]。在對鹽生植物鹽爪爪(Kalidiumfoliatum)和鹽穗木(Halostachyscaspica)的鹽分及水分脅迫研究中發(fā)現(xiàn),滲透脅迫是抑制鹽生植物種子萌發(fā)的主要原因[7]。張萬鈞等[8]研究了等滲PEG和NaCl對鹽生植物及非鹽生植物種子萌發(fā)的影響,發(fā)現(xiàn)種子萌發(fā)可能與滲透脅迫、內(nèi)部的鹽離子及相關(guān)酶活性的變化均相關(guān)。此外,植物不同種源間的遺傳差異也是影響其耐鹽性的重要因素之一。
植物在遭受脅迫時,其形態(tài)、生長、生理等方面會發(fā)生一系列變化以應(yīng)對環(huán)境的改變。菘藍(lán)(Isatisindigotica)為十字花科(Cruciferae)二年生草本植物,其干燥葉入藥為中藥大青葉,具有涼血消斑、瀉火定驚等功效;其干燥根入藥為板藍(lán)根,在抗流感病毒方面具有顯著功效[9-10]。王竹承等[11]研究發(fā)現(xiàn),土壤干旱明顯抑制菘藍(lán)生長,長時間的干旱脅迫會導(dǎo)致菘藍(lán)體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)、類胡蘿卜素含量的升高。而淹水條件下,菘藍(lán)根系內(nèi)的乙醇脫氫酶活性增強,從而有效緩解淹水脅迫造成的傷害[12]。潘曉紅等[13]的研究表明,鹽脅迫下,外源褪黑素能夠顯著降低鹽菘藍(lán)種子的膜質(zhì)過氧化水平,提高抗氧化活性。作為常用大宗藥材大青葉及板藍(lán)根的基原植物,菘藍(lán)在全國種植范圍廣、面積大,其中不乏鹽堿地,土壤鹽漬化威脅著菘藍(lán)的種植和生產(chǎn)。目前對于菘藍(lán)的研究多集中于藥理及藥化方面[14-15],關(guān)于逆境脅迫對其生理生化方面的研究較少,而針對其耐鹽機理的研究則是鮮見報道。因此,本研究以來自河北保定、內(nèi)蒙古包頭、遼寧鐵嶺、安徽亳州、山東濱州5個產(chǎn)地的菘藍(lán)為對象,探究鹽脅迫下菘藍(lán)種子萌發(fā)及幼苗生長、生理特性的變化規(guī)律,綜合評價其耐鹽性,以為菘藍(lán)抗鹽材料的篩選及耐鹽性生理研究提供理論依據(jù)。
試驗于2015年6月開始,試驗材料為分別來自河北保定(Baoding,Hebei,HB)、山東濱州(Binzhou,Shandong,SB)、安徽亳州(Bozhou,Anhui,AH)、內(nèi)蒙古包頭(Baotou,Inner Mongolia,NB)、遼寧鐵嶺(Tieling,Liaoning,LT)5個產(chǎn)地的菘藍(lán)種子(角果,生產(chǎn)中稱種子),由河北安國鑫城種業(yè)于原產(chǎn)區(qū)菘藍(lán)生產(chǎn)基地收集,經(jīng)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院王康才教授鑒定為十字花科菘藍(lán)(I.indigotica)。
1.2.1種子耐鹽性試驗 挑選飽滿、大小一致的菘藍(lán)種子,用10.0% NaClO對菘藍(lán)種子消毒10 min,后用蒸餾水沖洗3~5次,用濾紙吸干種子表面水分,置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。培養(yǎng)皿中平鋪2層濾紙,分別以0、50、100、150 mmol·L-1的NaCl溶液澆透培養(yǎng)皿底部,每皿加入相應(yīng)濃度的鹽溶液15 mL,再覆蓋浸透處理液的濾紙。每個處理共設(shè)4個重復(fù),每個重復(fù)50粒種子。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10 d,第4天統(tǒng)計發(fā)芽勢,7 d后發(fā)芽結(jié)束。培養(yǎng)條件為:光照時間18 h/6 h(光/暗),光照度10000 lx,溫度25 ℃/15 ℃(晝/夜)。培養(yǎng)過程中每2 d換一次濾紙及相應(yīng)的處理液,以維持鹽溶液濃度的恒定。
1.2.2幼苗耐鹽性試驗 菘藍(lán)種子經(jīng)10% NaClO消毒后,播種于塑料盆(盆高20 cm,口徑26 cm,底徑18 cm)中,栽培基質(zhì)為蛭石∶有機質(zhì)=1∶1,自然采光避雨栽培。用1/2氮濃度的Hoagland營養(yǎng)液澆灌培養(yǎng)幼苗至四葉期,每盆定苗10株并開始處理,分別澆施0、50、100、150 mmol·L-1NaCl處理液,并以0 mmol·L-1NaCl處理為對照(CK),每個處理3次重復(fù),每個重復(fù)3盆苗,處理液均用1/2 Hoagland營養(yǎng)液配制[16]。鹽濃度每天遞增50 mmol·L-1,以避免鹽的沖擊效應(yīng),直至達(dá)到預(yù)定濃度,而后每天以預(yù)定鹽濃度的處理液澆灌一次,處理液的澆灌量為基質(zhì)持水量的2倍,以保證之前積余的鹽能夠被全部沖出,從而維持各處理鹽濃度的恒定。于處理30 d后幼苗七葉期測定各項相關(guān)指標(biāo)。
1.3.1種子萌發(fā)指標(biāo)測定 每天觀察種子的萌發(fā)情況,并記錄發(fā)芽數(shù)(以胚軸長到約種子本身長度為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn))。發(fā)芽率(GR)=∑Gt/T×100%(T為供試種子數(shù));發(fā)芽勢(GP)=(n4/N)×100%(n4為種子發(fā)芽第4天的正常發(fā)芽粒數(shù),N為供試種子數(shù));發(fā)芽指數(shù)(GI) =∑(Gt/Tt)(Gt為t天內(nèi)的發(fā)芽數(shù),Tt為對應(yīng)Gt的發(fā)芽天數(shù));活力指數(shù)(VI)=GI×S(S為第7天每株平均鮮重)。相對鹽害率=(對照發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率)/對照發(fā)芽率×100%[17]。待種子發(fā)芽至第7天時,從每個重復(fù)隨機抽取10株菘藍(lán)幼苗,分別測定其下胚軸長、胚根長、生長量,并稱定每10株幼苗的全株鮮重。用硫代巴比妥酸法測定丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量[18]。
1.3.2幼苗相關(guān)指標(biāo)測定 幼苗處理30 d后,各處理隨機選取10株菘藍(lán)幼苗分別測定其葉片和根的鮮重,而后置于烘箱中于105 ℃的殺青15 min,于60 ℃下烘干至恒重后稱量葉片和根的干重。采用氮藍(lán)四唑(nitro-blue tetrazolium,NBT)法測定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性[19],采用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(peroxidase, POD)的活性,試驗重復(fù)3次[19]。采用磺基水楊酸法測定菘藍(lán)葉片中的脯氨酸(proline)含量[20]。
采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對5個產(chǎn)地菘藍(lán)進行耐鹽性綜合評價, 利用公式:X(μ)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin),計算各測定指標(biāo)的耐鹽性隸屬函數(shù)值,式中X為某一耐鹽性指標(biāo)的測定值,Xmax和Xmin分別為該指標(biāo)的測定最大值及最小值,與菘藍(lán)耐鹽性呈負(fù)相關(guān)的指標(biāo)用X(μ)=1-[(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)]計算。先求出不同鹽濃度下各指標(biāo)的隸屬值,并將各隸屬值累加求平均值。最后將計算所得各指標(biāo)的隸屬值再相加求平均值即得不同產(chǎn)地菘藍(lán)的耐鹽性指數(shù)[21]。
用SPSS 19.0及Excel 2010進行數(shù)據(jù)的處理與分析,處理間差異性比較采用LSD法。
鹽脅迫下,各產(chǎn)地的菘藍(lán)種子萌發(fā)率均受到不同程度的抑制(圖1)。HB、SB的菘藍(lán)種子在50 mmol·L-1NaCl處理下的發(fā)芽率與對照(CK)無顯著差異(P>0.05);150 mmol·L-1NaCl處理下,HB發(fā)芽率與CK相比顯著降低(P<0.05),但仍然達(dá)到79.50%,維持在較高水平上,而SB發(fā)芽率急劇下降,比CK降低了39.00%,說明HB的菘藍(lán)種子耐鹽性較強,SB對高濃度鹽耐受性較差。LT、AH、NB的菘藍(lán)種子在CK的發(fā)芽率分別為57.50%、64.50%、59.00%,在100 mmol·L-1NaCl處理分別降低至38.00%、42.50%、29.00%,而在150 mmol·L-1NaCl處理下發(fā)芽率分別低至14.00%、30.00%、6.50%,說明LT、AH、NB的菘藍(lán)種子自身活力較低,萌發(fā)過程受鹽脅迫抑制明顯,耐鹽性較差。
由表1可以看出,隨鹽濃度升高,不同產(chǎn)地間菘藍(lán)的發(fā)芽勢總體上均呈逐漸降低的趨勢,且不同產(chǎn)地間菘藍(lán)的發(fā)芽勢存在差異。HB菘藍(lán)各鹽處理間的發(fā)芽勢無顯著差異(P>0.05),150 mmol·L-1NaCl處理時發(fā)芽勢仍達(dá)到77.00%,與CK相比下降了21.03%;NB產(chǎn)地在50 mmol·L-1NaCl處理時發(fā)芽勢無顯著變化(P>0.05),而在150 mmol·L-1NaCl處理時下降了70.75%。AH、LT菘藍(lán)的發(fā)芽勢在50 mmol·L-1NaCl時顯著降低,高濃度的鹽脅迫對其種子萌發(fā)的抑制作用明顯。鹽脅迫條件下,菘藍(lán)種子發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)的變化規(guī)律與發(fā)芽率基本一致,其中HB、SB菘藍(lán)種子各處理組的發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)均高于其他產(chǎn)地,其耐鹽性相對較強。隨著鹽濃度的增加,菘藍(lán)種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均逐漸降低,說明此時種子活力也逐漸降低,鹽脅迫對種子萌發(fā)的抑制作用加強。100 mmol·L-1NaCl處理下各產(chǎn)地的菘藍(lán)種子發(fā)芽指數(shù)與CK差異性均達(dá)到顯著水平(P<0.05),說明100 mmol·L-1NaCl對菘藍(lán)種子而言已經(jīng)為較高的耐受鹽度。
圖1 鹽脅迫對不同產(chǎn)地菘藍(lán)種子萌發(fā)率的影響Fig.1 Effect of salt stress on seed germination of I. indigotica from different areas HB:河北保定Baoding, Hebei;SB:山東濱州Binzhou, Shandong;NB:內(nèi)蒙古包頭Baotou, Inner Mongolia;LT:遼寧鐵嶺Tieling, Liaoning;AH:安徽亳州Bozhou, Anhui. 下同 The same below.
在150 mmol·L-1NaCl處理下,各產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗均出現(xiàn)了嚴(yán)重萎蔫甚至死亡、腐爛現(xiàn)象,故在幼苗生長指標(biāo)的測定中除去該處理。隨著鹽濃度的升高,HB和SB菘藍(lán)的幼苗鮮重、下胚軸及胚根長度呈先上升后下降的趨勢(圖2)。50 mmol·L-1NaCl下,HB幼苗鮮重、下胚軸及胚根長度與CK相比分別增加了27.06%、15.74%和4.34%,SB幼苗鮮重與下胚軸長度分別比CK分別增加了19.05%和9.97%,胚根長度與CK間無顯著差異(P>0.05)。100 mmol·L-1NaCl下,HB和SB的幼苗鮮重、下胚軸及胚根長度較CK均顯著降低(P<0.05)。其余3個產(chǎn)地(NB、LT、AH)菘藍(lán)的幼苗鮮重、下胚軸及胚根長度則隨著鹽濃度的升高逐漸降低,各鹽濃度處理間的差異顯著(P<0.05)。說明,低濃度鹽脅迫(50 mmol·L-1NaCl)促進了HB和SB菘藍(lán)胚根的伸長及幼苗的生長,100 mmol·L-1NaCl明顯抑制菘藍(lán)幼苗的生長,更高濃度的鹽脅迫則會造成幼苗的萎蔫甚至死亡。HB和SB菘藍(lán)幼苗具有一定耐鹽性,而其余3個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗的耐鹽性較差。
鹽脅迫下,植物膜質(zhì)過氧化作用的加劇使得體內(nèi)丙二醛積累。鹽脅迫下,菘藍(lán)幼苗的MDA含量隨鹽濃度的升高而增加(圖3)。50 mmol·L-1NaCl下,HB、SB、NB菘藍(lán)幼苗的MDA含量與對照間無顯著差異(P>0.05),在100 mmol·L-1NaCl處理下,HB、SB、NB、LT、AH 5個產(chǎn)地的幼苗MDA含量顯著增加,分別為CK的1.51、1.87、2.16、2.70、1.98倍,說明100 mmol·L-1NaCl濃度處理對菘藍(lán)幼苗明顯構(gòu)成了傷害,且這種傷害在LT菘藍(lán)中最顯著,而HB菘藍(lán)幼苗對NaCl相對不敏感,造成的傷害較小,體現(xiàn)出較高的耐鹽性。
表1 鹽脅迫對不同產(chǎn)地菘藍(lán)種子萌發(fā)的影響Table 1 Effects of salt stress on seed germination of I. indigotica from different areas (n=4)
注:不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。
Note:Different small letters in the same column show significant difference at 0.05 level. The same below.
圖2 鹽脅迫對5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗鮮重(A)、下胚軸(B)及胚根長度(C)的影響Fig.2 Effect of salt stress on the fresh weight (A), hypocotyl (B) and radicle length (C) of I. indigotica seedlings from five areas 不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同。Different small letters show significant difference at 0.05 level. The same below.
圖3 鹽脅迫對5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗丙二醛含量的影響Fig.3 Effects of salt stress on MDA content of I. indigotica seedling from five areas
從表2可知,5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗葉片及根的鮮重和干重隨著鹽脅迫濃度的升高,總體上均呈下降的趨勢。150 mmol·L-1NaCl脅迫后,5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗葉片及根的鮮重及干重均降至最低值,其中LT及AH的下降幅度顯著高于其他3個產(chǎn)地。與各自對照相比,LT菘藍(lán)幼苗葉片的鮮重、干重在150 mmol·L-1NaCl脅迫后分別下降了34.68%和38.10%,根的鮮重及干重分別下降了52.87%和46.15%;AH菘藍(lán)葉片的鮮重和干重分別下降了48.62%和45.24%,根的鮮重及干重分別下降了58.16%和56.25%。說明鹽脅迫對LT及AH菘藍(lán)幼苗的生長抑制作用大于其他產(chǎn)地。
表 2 鹽脅迫對菘藍(lán)葉片和根鮮重及干重的影響Table 2 Effects of salt stress on fresh and dry weights of leaf blade and root of I. indigotica seedlings
鹽脅迫下,5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗SOD與POD活性均隨鹽濃度的升高呈先上升后下降趨勢(圖 4)。其中,不同鹽濃度下,HB、 SB和NB菘藍(lán)幼苗的SOD活性無顯著變化(P>0.05)。 LT和AH菘藍(lán)幼苗的SOD活性均在100 mmol·L-1NaCl脅迫下達(dá)到最大值,分別為各自對照的1.19和2.61倍。當(dāng)鹽脅迫濃度升至150 mmol·L-1NaCl,LT和AH的SOD活性均開始下降。除AH外,其余產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗的POD活性均在100 mmol·L-1NaCl處理時達(dá)到最大值。
圖4 鹽脅迫對菘藍(lán)保護酶活性的影響Fig.4 Effects of salt stress on protective enzyme activities of I. indigotica seedlings
圖 5 鹽脅迫對菘藍(lán)脯氨酸含量的影響Fig.5 Effects of salt stress on proline content of I. indigotica seedlings
隨著鹽脅迫程度的逐漸增加,5個產(chǎn)地菘藍(lán)體內(nèi)脯氨酸的含量均呈先升高后下降趨勢,并均在100 mmol·L-1NaCl處理時達(dá)到最大值(圖 5)。NB、LT和AH菘藍(lán)幼苗的脯氨酸含量在100 mmol·L-1NaCl脅迫分別為各自對照的1.77、2.03和1.65倍。
表3 5個產(chǎn)地菘藍(lán)種子及幼苗耐鹽能力評價Table 3 Comprehensive appraisal of salt resistance of I. indigotica seed and seedling from five areas
通過隸屬函數(shù)法,綜合發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、相對鹽害率、苗鮮重、下胚軸長、胚根長度、MDA含量、單株苗鮮重、單株苗干重、SOD活性、POD活性和脯氨酸含量13個指標(biāo)對5個不同產(chǎn)地菘藍(lán)種子萌發(fā)期的耐鹽性進行評價(表 3)。5個材料種子萌發(fā)期的耐鹽順序由強到弱依次為:HB>SB>LT>NB>AH。HB的菘藍(lán)種子顯示出較強的耐鹽能力,明顯優(yōu)于其他產(chǎn)地的菘藍(lán)種子,這與上述的分析結(jié)果一致。
在對菘藍(lán)種子耐鹽性的研究中發(fā)現(xiàn),隨著鹽濃度的不斷增加,不同產(chǎn)地菘藍(lán)的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均逐漸降低,相對鹽害率逐漸升高,低濃度鹽脅迫對菘藍(lán)種子發(fā)芽的影響較小,高濃度表現(xiàn)出強烈的抑制效應(yīng),這與孟紅梅等[22]的研究一致。同一鹽濃度對不同產(chǎn)地菘藍(lán)種子萌發(fā)的抑制程度不同,說明不同產(chǎn)地菘藍(lán)種子耐鹽能力具有差異,這可能與不同產(chǎn)地菘藍(lán)居群自身的遺傳差異性有關(guān)。本研究中,SB、HB產(chǎn)地菘藍(lán)的發(fā)芽率、發(fā)芽勢均顯著高于其他產(chǎn)地的菘藍(lán)種子,表現(xiàn)出了較強的耐鹽性。不同產(chǎn)地菘藍(lán)在100 mmol·L-1NaCl濃度處理時,發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)均顯著降低,150 mmol·L-1NaCl下則大量萎蔫腐爛,甚至死亡,這表明,對菘藍(lán)而言,100 mmol·L-1NaCl為菘藍(lán)種子的極限耐受鹽濃度,該鹽脅迫濃度下種子吸水困難,胚乳難以動用所儲藏物質(zhì),呼吸作用受阻,從而種子整體的活力受到明顯限制,發(fā)芽的能力顯著降低,甚至不能正常萌發(fā)[23]。
植物在遭遇鹽脅迫時生長受到抑制,葉面積減小,同時減緩了莖的伸長生長[24]。隨著鹽脅迫程度的增加,5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗的下胚軸長、胚根長及鮮重均呈整體下降趨勢,而在150 mmol·L-1NaCl處理時由于鹽濃度過高導(dǎo)致菘藍(lán)幼苗出現(xiàn)嚴(yán)重失水萎蔫甚至死亡、腐爛的現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)10~20 mmol·L-1NaCl處理能促進菘藍(lán)幼苗生長,40~100 mmol·L-1NaCl處理時幼苗生長顯著受抑制[25]。對種子耐鹽性的研究結(jié)果表明,HB、SB產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗在低鹽濃度(50 mmol·L-1NaCl)處理時下胚軸長和鮮重比對照組有所增加,說明低濃度的鹽脅迫促進了這2個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗生長發(fā)育,而其余3個不同產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗的下胚軸長、胚根長及鮮重則隨鹽脅迫濃度的增加呈逐漸降低趨勢。
高鹽脅迫會導(dǎo)致植物體內(nèi)的保護酶系統(tǒng)急劇下降,活性氧大量積累,致使細(xì)胞的膜質(zhì)過氧化作用加劇,丙二醛大量積累[26]。作為膜脂過氧化作用的產(chǎn)物,丙二醛(MDA)含量在一定程度上可以反映植物受傷害的程度。本研究結(jié)果表明:菘藍(lán)幼苗體內(nèi)MDA含量隨鹽脅迫濃度的升高而增加。在高鹽濃度(100 mmol·L-1NaCl)處理時,5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗體內(nèi)MDA含量顯著上升,與對照間差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。表明高鹽濃度的脅迫已經(jīng)超出了菘藍(lán)幼苗自身的調(diào)節(jié)能力,導(dǎo)致膜的損傷加重,丙二醛含量大量積累。不同產(chǎn)地菘藍(lán)在抵御鹽害時具有差異,鹽脅迫下HB的菘藍(lán)體內(nèi)丙二醛(MDA)積累較少,受鹽脅迫傷害程度較??;而NB、LT、AH菘藍(lán)幼苗對鹽的耐受能力較差,在100 mmol·L-1NaCl脅迫下菘藍(lán)體內(nèi)的膜質(zhì)過氧化程度急劇增加,MDA含量顯著上升。
在對菘藍(lán)幼苗耐鹽性研究中發(fā)現(xiàn),5個產(chǎn)地菘藍(lán)葉鮮重及干重,根鮮重及干重總體上均呈明顯下降趨勢,且生物量均在150 mmol·L-1NaCl脅迫時降至最低,這說明高濃度的鹽脅迫會顯著抑制菘藍(lán)幼苗的生長。
50 mmol·L-1NaCl輕度鹽脅迫能夠促進菘藍(lán)幼苗SOD和POD活性的增加,這說明輕度的鹽脅迫能夠誘導(dǎo)菘藍(lán)體內(nèi)保護酶活性的增強,從而提高鹽漬環(huán)境下菘藍(lán)幼苗的適應(yīng)能力。而過高濃度的鹽脅迫(150 mmol·L-1NaCl),超出了菘藍(lán)幼苗自我調(diào)節(jié)能力極限,導(dǎo)致體內(nèi)活性氧的大量積累與保護酶結(jié)構(gòu)的損壞,致使清除活性氧的能力下降,保護酶活性顯著降低[27]。
鹽脅迫下,脯氨酸作為植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),能夠維持膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,清除植物體內(nèi)的活性氧,其含量與植物的抗逆能力緊密相關(guān)[28]。5個產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗的脯氨酸含量均隨著鹽濃度的升高呈先升高后降低的趨勢,并在100 mmol·L-1NaCl脅迫時達(dá)到峰值。這說明,鹽脅迫下菘藍(lán)通過體內(nèi)大量積累脯氨酸來抵抗鹽漬環(huán)境,從而維持其生長及生理代謝過程的正常進行。高于100 mmol·L-1NaCl的脅迫則超出了菘藍(lán)幼苗的滲透調(diào)節(jié)能力,導(dǎo)致體內(nèi)脯氨酸合成受阻,含量顯著降低。
綜合5個不同產(chǎn)地菘藍(lán)幼苗發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、相對鹽害率、苗鮮重、下胚軸長、胚根長、MDA含量、單株苗鮮重、單株苗干重、SOD活性、POD活性和脯氨酸含量13個指標(biāo)的耐鹽性分析結(jié)果,各產(chǎn)地菘藍(lán)種子萌發(fā)期的耐鹽性強弱依次為:HB>SB>LT>NB>AH,HB產(chǎn)地菘藍(lán)種子較其他產(chǎn)地顯示出更強的耐鹽性。