李俊貞 ，何樂(lè)祖 ，趙春梅 ，覃永華 ，2，黃松殿 ，劉世男

（1.廣西南寧樹(shù)木園，廣西南寧530004；2.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，廣西南寧530004；3.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西南寧530004）

土壤鹽漬化問(wèn)題制約著生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，現(xiàn)已成為全世界面臨的難題[1]，嚴(yán)重抑制了植物的生長(zhǎng)發(fā)育[2]。有研究表明，鹽脅迫使紫穗槐（Amorpha fruticosa）、沙棗（Elaeagnusspp）、美國(guó)白蠟（Fraxinus americanaLinn）、衛(wèi)矛（Euonymus alatus）和苦楝（Melia azedarch）幼苗的株高、直徑、生物量受到顯著抑制[1，3-4]，除了表型外，其生理形態(tài)也會(huì)發(fā)生巨大變化。鹽脅迫會(huì)破壞植物葉綠體結(jié)構(gòu)、降低葉綠素含量、減少光合作用等一系列代謝過(guò)程[5]。在鹽脅迫下，雞爪槭（Acer palmatumThunb）、酸柚（Citrus grandis）、香樟（Cinnamomum camphora）等幼苗葉片中的葉綠素含量明顯降低，同時(shí)最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）和非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）逐步上升[6-8]。植物組織中積累過(guò)多的Na+和Cl-，會(huì)打破細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的離子平衡，對(duì)植物產(chǎn)生離子毒害[9]，為此細(xì)胞內(nèi)會(huì)形成一種酶促保護(hù)系統(tǒng)以保護(hù)自身免受傷害。很多研究表明，植物體內(nèi)的超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫（CAT）以及抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）等在鹽脅迫下會(huì)發(fā)揮作用來(lái)適應(yīng)不利環(huán)境[10]。金荷仙等[11]研究發(fā)現(xiàn)，隨著NaCl 濃度的升高，白玉蘭（Michelia alba）葉片中的 SOD 和 POD 活性呈先升后降趨勢(shì)；李瑩瑩等[12]研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽脅迫的加強(qiáng)，猴樟（Cinnamomum bodinieri）葉片中的SOD、POD、CAT 活性及MDA 含量均呈先升高后下降的趨勢(shì)。這些研究說(shuō)明，在一定鹽濃度范圍內(nèi)，林木可以通過(guò)激活自身的抗氧化系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)。因此，通過(guò)研究植物在鹽脅迫條件下的生理響應(yīng)，將有助于評(píng)價(jià)該植物的耐鹽能力。

黃果厚殼桂（Cryptocarya concinna） 為樟科（Lauraceae）厚殼桂屬（Cryptocarya）常綠喬木，主要分布于我國(guó)的廣西、廣東和江西省。其材質(zhì)厚重、韌性良好、耐濕，木材紋理細(xì)致交錯(cuò)、材色光澤亮麗，常用作家具、建筑[13-14]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，黃果厚殼桂部分天然產(chǎn)物對(duì)人癌細(xì)胞表現(xiàn)出中等細(xì)胞毒性，并具有較強(qiáng)的抗菌活性[15]?？梢?jiàn)，該樹(shù)種具有較高的材用和藥用價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。目前，對(duì)黃果厚殼桂研究主要集中在對(duì)材性和人工林生長(zhǎng)規(guī)律等少量報(bào)道[16]，對(duì)其抗性的研究鮮有報(bào)道。該樹(shù)種天然分布范圍土壤類(lèi)型主要是赤紅壤和紅壤，但近年來(lái)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣西南部濱海地區(qū)接近濱海鹽土分布區(qū)以及廣西西南部巖溶山地和西北部的巖溶天坑中的石灰?guī)r土也有分布[17]。

本研究對(duì)黃果厚殼桂在NaCl 脅迫下的熒光和生理響應(yīng)進(jìn)行研究，以探索其抗鹽能力，為黃果厚殼桂合理種植以及擴(kuò)大栽植范圍提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為1 年生黃果厚殼桂實(shí)生苗，來(lái)源于南寧樹(shù)木園。選苗時(shí)，要求植株苗高、地徑一致且無(wú)病蟲(chóng)害。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在大棚內(nèi)進(jìn)行，將試驗(yàn)材料從盆栽移栽至1/2 Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液中水培，每3 d 更換一次營(yíng)養(yǎng)液，同時(shí)使用充氣泵全天通氣；適應(yīng)5 d 水培環(huán)境后，開(kāi)始鹽脅迫處理。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)4 個(gè)NaCl 水平，分別為 0（CK）、50（低濃度）、100（中濃度）、150 mmol/L（高濃度），每個(gè)處理6 株試驗(yàn)材料，每個(gè)水平3 次重復(fù)。處理后10 d 對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

用德國(guó)調(diào)試IMAGING-PAM 葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)測(cè)定幼苗第3 片葉子的初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、PSII 最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ），重復(fù) 3 次。

丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[18]；超氧化物歧化酶（SOD）活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法進(jìn)行；過(guò)氧化物酶（POD）活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[19]進(jìn)行；多酚氧化酶（PPO）活性的測(cè)定采用鄰苯二酚法[20]進(jìn)行；抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）活性采用紫外分光法測(cè)定[21]；葉綠素含量的測(cè)定采用乙醇提取比色法[22]進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel2016、SPSS22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及制圖；采用LSD法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性方差分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)黃果厚殼桂MDA 和抗氧化酶活性的影響

由圖1-A 可知，幼苗葉片中的MDA 含量隨著NaCl 濃度的增加而上升，在 50、100、150 mmol/L 濃度下，MDA 含量較 CK 分別升高 10.6%、37.1%、45.0%，各脅迫濃度均與CK 間存在顯著差異（P＜0.05）；除100 mmol/L 濃度外，其他濃度均與150 mmol/L 濃度存在顯著差異（P＜0.05）。NaCl 脅迫下葉片的SOD活性呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，低濃度（50 mmol/L）時(shí)SOD 活性最高，與CK 相比提高12.8%，且差異顯著（圖 1-B，P＜0.05）；但 NaCl 濃度為 100、150 mmol/L時(shí)SOD 活性與CK 相比分別降低49.9%、53.0%，差異顯著（P＜0.05）。與SOD 活性變化規(guī)律相似，葉片中的POD 活性也表現(xiàn)出先增后降趨勢(shì)；其中，50 mmol/L 處理時(shí)的POD 活性最高，較CK 顯著提高 25.7%（圖 1-C，P＜0.05）；而當(dāng) NaCl 濃度升高（100、150 mmol/L）時(shí)，SOD 活性逐漸下降，與 CK 相比分別顯著提高25.1%、18.2%（P＜0.05），可見(jiàn)，總體上處理組SOD 活性高于CK。

葉片中PPO 和APX 活性變化規(guī)律一致，都隨著 NaCl 濃度的升高而降低（圖 1-D、E）；與 CK 相比，在 50、100、150 mmol/L 濃度時(shí)，PPO 活性分別顯著降低 21.4%、24.2%、44.9%（P＜0.05），而 APX 活性分別顯著降低37.8%、43.3%、26.5%（P＜0.05）。

2.2 鹽脅迫對(duì)黃果厚殼桂色素含量的影響

與CK 相比，各脅迫處理的葉綠素a、葉綠素b、類(lèi)胡蘿卜素含量均降低，且隨著NaCl 濃度增大呈逐漸下降趨勢(shì)，均在150 mmol/L 處理達(dá)到最低值；其中，在50、100 mmol/L 濃度下葉綠素a、類(lèi)胡蘿卜素含量降幅較?。▓D2-A、C），且差異不顯著（P＞0.05），而150 mmol/L 脅迫時(shí)與CK 存在顯著差異（P＜0.05），葉綠素b 含量隨NaCl 脅迫增強(qiáng)降幅較大，50、100 mmol/L 脅迫時(shí)葉綠素 b 含量較 CK 分別顯著降低30.5%、46.1%（圖 2-B，P＜0.05）。

2.3 鹽脅迫對(duì)黃果厚殼桂葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?/h3>

由圖3-A 可知，F(xiàn)o 隨NaCl 濃度增加而增大，在 50、100、150 mmol/L 濃度下，幼苗的 Fo 分別比CK 提高 5.3%、15.1%、20.7%，低濃度（50 mmol/L）脅迫下 Fo 與 CK 間差異不顯著，100、150 mmol/L 脅迫下均與 CK 間存在顯著差異（P＜0.05）；與 Fo 變化規(guī)律相反，F(xiàn)m 隨 NaCl 濃度增加而降低，在 50、100、150 mmol/L 濃度下，幼苗的Fm 較CK 分別降低4.9%、11.9%、25.5%，其中，只有 150 mmol/L 濃度脅迫下與CK 間存在顯著差異（圖3-B，P＜0.05）；與Fo 變化規(guī)律一致，NPQ 隨NaCl 濃度升高而增大，在 50、100、150 mmol/L 濃度下，幼苗 NPQ 與 CK 相比分別升高24.7%、64.4%、119.0%，且除50 mmol/L外，其他2 個(gè)脅迫濃度均與CK 間存在顯著差異（圖 3-C，P＜0.05）；與 Fm 變化規(guī)律一致，F(xiàn)v/Fm 隨NaCl 濃度增加而降低，在 50、100、150 mmol/L 濃度下，幼苗的Fv/Fm 與CK 相比分別降低7.1%、21.7%、41.0%，100、150 mmol/L 濃度脅迫與 CK 間存在顯著差異（圖 3-D，P＜0.05）。

3 結(jié)論與討論

正常環(huán)境下，植物體內(nèi)活性氧（ROS）與其清除往往保持平衡狀態(tài)[23]。然而，鹽脅迫會(huì)打破這種平衡，使活性氧大量積累，進(jìn)而引起MDA 含量增加，對(duì)植物生長(zhǎng)造成傷害[24]。在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，植物形成了相應(yīng)抗氧化保護(hù)系統(tǒng)，SOD、POD、PPO、APX是其中主要的抗氧化酶[25]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著鹽濃度增大黃果厚殼桂幼苗葉片中的SOD、POD 活動(dòng)呈先上升后下降的趨勢(shì)，這與研究白玉蘭[11]和猴樟[12]得出在鹽脅迫下SOD 和POD 的變化結(jié)果一致。表明在低鹽脅迫下，SOD、POD 活性增高是植物體內(nèi)自由基增多引發(fā)抗氧化系統(tǒng)反應(yīng)的結(jié)果，用以清除自由基；而高鹽脅迫下自由基積累到一定水平，對(duì)抗氧化系統(tǒng)造成一定傷害，導(dǎo)致SOD、POD 的活性下降。通過(guò)研究扶芳藤（Euonymus fortunei）[26]、煙草（Nicotiana tabacum）[27]、八角金盤(pán)（Fatsia japonica）[28]、石榴（Punica granatum）[29]和樟子松（Pinus sylvestrisvar.mongolica）[30]發(fā)現(xiàn)，高鹽脅迫下，PPO 和 APX 活性顯著升高，而本研究發(fā)現(xiàn)，黃果厚殼桂幼苗在鹽脅迫下的PPO 和APX 活性顯著下降，表明這2 個(gè)酶活性在鹽脅迫下受到嚴(yán)重影響，無(wú)法平衡活性氧的毒害。結(jié)果說(shuō)明，黃果厚殼桂有一定耐鹽能力，可通過(guò)大幅度提升SOD 和POD 活性抵御低鹽脅迫環(huán)境引起的傷害。

葉綠素作為光合作用的重要色素，當(dāng)受到鹽脅迫時(shí)，葉綠體分解酶活性增加，使得葉綠素含量降低[2，5]。研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下棉花（Gossypium hirsutum）[31]、半高叢越橘[32]、八角金盤(pán)[28]、雞爪槭（Acer palmatum）[6]等葉片中的葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量明顯降低。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃果厚殼桂幼苗葉片中葉綠素a/b、類(lèi)胡蘿卜素含量均隨鹽濃度的升高而降低，與對(duì)照相比，低濃度（50 mmol/L）脅迫下各色素含量差異不顯著，而較高鹽濃度下才達(dá)到顯著差異。植物葉綠體中的PSⅡ系統(tǒng)受損會(huì)導(dǎo)致葉綠素吸收的光能以熱和熒光的形式耗散的比例增大[33]。黃果厚殼桂幼苗在鹽脅迫下，F(xiàn)o 升高，F(xiàn)m 和Fv/Fm下降，表明鹽脅迫下黃果厚殼桂葉綠體中PSⅡ反應(yīng)中心受損，葉片吸收的太陽(yáng)能以熱和熒光形式耗損的比例增加，原初光能轉(zhuǎn)化率下降，這與對(duì)酸柚（Citrus grandis）[8]和臺(tái)灣榿木（Alnus formosana）[34]耐鹽能力研究結(jié)果類(lèi)似。此外植物在鹽脅迫下可以通過(guò)提高自身NPQ 來(lái)消耗過(guò)剩激發(fā)能，以保護(hù)自身光合結(jié)構(gòu)來(lái)維持光合作用的穩(wěn)定[35]。在鹽脅迫下，黃果厚殼桂葉片中的NPQ 呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明黃果厚殼桂可以通過(guò)增大自身過(guò)剩激發(fā)能的消耗量來(lái)維持光合作用，從而緩解鹽脅迫帶來(lái)的不利影響。

綜上，黃果厚殼桂在一定濃度NaCl 脅迫下具有一定的調(diào)節(jié)能力，該樹(shù)種可通過(guò)提高葉片中SOD、POD 活性和增大NPQ 來(lái)適應(yīng)不利的環(huán)境。