李宗倫

(國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100013)

我國的鹽堿地分布占國土面積的1/4，西部干旱及沿海地區(qū)有大面積的中鹽甚至高鹽土壤，菊花對鹽害脅迫的敏感性限制了其應(yīng)用范圍和應(yīng)用效果，提高耐鹽性是拓展其園林應(yīng)用的關(guān)鍵。另外，菊花是世界四大切花之一，設(shè)施生產(chǎn)是切花菊主要栽培方式，化學(xué)肥料的長期使用會造成設(shè)施內(nèi)栽培土壤的次生鹽漬化，因此，選育耐鹽的切花菊品種具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 鹽脅迫對植物正常生長過程的影響

鹽脅迫對植物生長發(fā)育最普遍和最顯著的效應(yīng)就是抑制生長，表現(xiàn)為植株矮小和產(chǎn)量降低。鹽脅迫下NaCl會對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著影響。但是，目前關(guān)于鹽脅迫對植物生長發(fā)育影響的生理機(jī)制的研究還沒有一致的結(jié)論[1]。Munns認(rèn)為鹽脅迫主要從以下3個方面影響植物的生長發(fā)育：①鹽脅迫條件下的低水勢是影響植物多種生理生化過程的根本原因，低水勢會引起植物葉片水勢下降，進(jìn)而導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度下降；②鹽脅迫使光合作用速率降低，減少了能量和同化物的供給，從而限制植物的生長發(fā)育；③鹽脅迫會影響某些特定的酶或代謝過程，從而影響植物的生長發(fā)育。在鹽脅迫下，植物細(xì)胞內(nèi)會積累過量的Na+、Cl-等離子，引起植物體內(nèi)各種生理生化變化，導(dǎo)致植物體代謝紊亂，造成對植物的離子毒害和活性氧的傷害，嚴(yán)重影響植物生長發(fā)育，甚至死亡[2]。

2 植物耐鹽的生理生化指標(biāo)

2.1 相對電導(dǎo)率

植物細(xì)胞膜對維持細(xì)胞的微環(huán)境和正常的代謝起著重要的作用。在正常情況下，細(xì)胞膜物質(zhì)具有選擇透性能力。當(dāng)植物受到逆境影響時，細(xì)胞膜遭到破壞，膜透性增大，從而使細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲，以致植物細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)率增大。膜透性增大的程度與逆境脅迫強(qiáng)度有關(guān)，也與植物抗逆性的強(qiáng)弱有關(guān)。因此，電導(dǎo)法目前已成為作物抗性栽培、育種上鑒定植物抗逆性強(qiáng)弱的一個精確而實(shí)用的方法[3]。

2.2 葉綠素含量

葉綠素a與葉綠素b是高等植物葉綠體色素的重要組分，約占到葉綠素總量的75%左右。葉綠素在光合作用中起到吸收光能、傳遞光能的作用(少量的葉綠素a還具有光能轉(zhuǎn)換的作用)，因此葉綠素的含量與植物的光合速率密切相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，光合速率隨葉綠素含量的增加而升高。另外，葉綠素的含量是植物生長狀態(tài)的一個反映，一些環(huán)境因素如干旱、鹽漬、低溫、大氣污染、元素缺乏都可以影響葉綠素的含量與組成，并因之影響植物的光合速率。因此葉綠素含量的測定對植物的光合生理與逆境生理具有重要意義[4]。

3 材料與方法

3.1 材 料

供試材料4種菊花近緣種屬植物，分別為野菊Z、神農(nóng)香菊、甘菊、芙蓉菊，見表1。

表1 供試材料

3.2 材料處理

采集植株芽或嫩梢于穴盤扦插，基質(zhì)為珍珠巖∶蛭石=1∶1。適時澆水管理，待插穗生根并展開6～8片葉后，選取生長健壯、發(fā)育充實(shí)、無病蟲害的扦插苗，定植于裝有等量基質(zhì)(草炭∶珍珠巖=1∶1)的營養(yǎng)缽中。待其長出9～10片葉后，挑選生長均勻一致的植株移栽于270 mL底部打孔的塑料杯中，用經(jīng)酸洗及去離子水淋洗過的石英砂固定幼苗，以Hoagland營養(yǎng)液水培于塑料周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，培養(yǎng)于設(shè)置有遮陽網(wǎng)的溫室中，試驗(yàn)區(qū)溫度為(25±5)℃(白天)、(18±2)℃(晚上)，平均相對濕度70%[5]。緩苗生長10 d后設(shè)置鹽脅迫處理，共6個處理：無NaCl的Hoagland培養(yǎng)液，NaCl分別為40、80、120、240、360 mmol·L-1的Hoagland培養(yǎng)液處理，每個處理12株。在鹽脅迫處理的第0天和第9天上午10：00分別取各選定植株5～8葉位葉片保存于4 ℃冰箱測定生理指標(biāo)，葉綠素含量及相對電導(dǎo)率。各指標(biāo)3次重復(fù)，取平均值[6]。

3.3 生理指標(biāo)測定

3.3.1 相對電導(dǎo)率

新鮮葉片用去離子水洗凈，用濾紙吸干，稱取0.1 g葉片剪碎后置于50 mL離心管中，加入去離子水20 mL并搖晃均勻，至葉片全部沉入水底，黑暗中放置24 h。用DDS-11A型數(shù)字顯示電導(dǎo)儀測定外滲液的電導(dǎo)率，記作L1，然后放入沸水浴中15 min，冷卻置室溫后測定煮沸電導(dǎo)率，記作L2[7]。測定樣品的同時測定空白電導(dǎo)率值L，按下式計(jì)算相對電導(dǎo)率：

3.3.2 葉綠素含量

新鮮葉片用去離子水洗凈，剪碎(去掉中脈)，混勻。稱取0.1 g樣品于10 mL離心管中，加入無水乙醇-丙酮混合液(1∶1)8 mL，搖勻，使葉片完全浸入液體中，在黑暗處放置24 h，待葉片組織完全變白后，把葉綠體色素提取液倒入比色皿內(nèi)，用分光光度計(jì)分別在波長645 nm、663 nm下測定吸光度，以無水乙醇-丙酮混合液(1∶1)為空白對照[8]。按照公式進(jìn)行計(jì)算：

Ca=12.72×A663-2.59×A645

Cb=22.88×A645-4.67×A663

C=Ca+Cb=20.29×A645+8.05×A663

式中：C為葉綠體色素的濃度(mg·mL-1)；VT為提取液體積(mL)；n為稀釋倍數(shù)；W為樣品質(zhì)量(g)。

4 結(jié)果與分析

4.1 相對電導(dǎo)率的變化

隨著NaCl脅迫濃度的增加，4個材料的相對電導(dǎo)率總體均呈上升趨勢(表2)。甘菊的相對電導(dǎo)率隨鹽脅迫濃度增加，上升幅度逐漸減小。野菊Z、神農(nóng)香菊的相對電導(dǎo)率隨鹽脅迫濃度增加，基本保持不變的上升幅度，芙蓉菊的電導(dǎo)率上升幅度極小，且極值為47.21%，為對照的1.5倍。表明芙蓉菊的自我調(diào)節(jié)機(jī)制十分良好，各濃度鹽脅迫下的相對電導(dǎo)率波動微小，對鹽害的抗性很強(qiáng)。

4.2 葉綠素含量的變化

在鹽脅迫中，各品種的葉綠素含量總體呈先上升后下降的趨勢(表3)。甘菊在NaCl 40 mmol·L-1的濃度下，葉綠素含量略微上升，隨著鹽濃度進(jìn)一步升高，高鹽濃度的脅迫使葉綠素含量開始下降。在360 mmol·L-1的鹽濃度下，甘菊的葉綠素含量僅比對照降低0.326 mg·g-1?？梢婋m然甘菊光合作用的最適鹽濃度比較低，但其葉綠素含量受鹽脅迫影響較小，表現(xiàn)出一定的耐鹽性。神農(nóng)香菊一開始下降較緩慢，在240 mmol·L-1時只比對照降低0.067 mg·g-1，但在360 mmol·L-1時含量突然下降，比對照降低了0.852 mg·g-1，說明神農(nóng)香菊能承受較低濃度的鹽脅迫，而對高濃度鹽脅迫表現(xiàn)非常敏感。野菊Z的葉綠素含量在0～120 mmol·L-1濃度間呈上升趨勢，而在240 mmol·L-1時突然下降，之后幾乎不變，可能是當(dāng)濃度達(dá)到240 mmol·L-1以上時，葉片已經(jīng)對高濃度鹽脅迫產(chǎn)生適應(yīng)性，用于光合作用的酶活性則開始保持穩(wěn)定。芙蓉菊雖然因種質(zhì)不同而在葉綠素總量上有所差異，但其總體波動不大。芙蓉菊的葉綠素含量基本保持在0.45 mg·g-1左右。所以360 mmol·L-1濃度以下鹽脅迫對芙蓉菊的光合作用影響極微，其抗鹽能力很強(qiáng)。

表2 不同NaCl濃度脅迫葉片相對電導(dǎo)率的變化 %

表3 不同NaCl濃度脅迫葉片葉綠素含量變化 mg·g-1

5 結(jié) 論

本文以野菊Z、神農(nóng)香菊、芙蓉菊、甘菊幼苗為試驗(yàn)材料，用不同濃度NaCl(0、40、80、120、240、360 mmol·L-1)的Hoagland營養(yǎng)液進(jìn)行鹽脅迫處理，觀察記錄各處理植株形態(tài)變化，9天后取植株第5～8葉位葉片測定相對電導(dǎo)率、葉綠素含量。結(jié)果顯示，各野生種的相對電導(dǎo)率隨鹽脅迫濃度增加呈上升趨勢，葉綠素含量呈先升高后下降的趨勢。通過對各野生種菊花材料形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，初步得出各野生種對鹽害抗性由強(qiáng)到弱依次為：芙蓉菊>神農(nóng)香菊>甘菊>野菊Z。