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        鹽激處理對杜梨生長的影響

        2021-11-09 09:33李玉娟郭聰
        現(xiàn)代園藝 2021年18期
        關(guān)鍵詞:鹽濃度耐鹽性過氧化氫

        李玉娟,郭聰

        (江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇南通 226300)

        土壤鹽堿化是由于土壤耕作層的水溶性鹽的日積月累,在一定程度上影響了作物生產(chǎn)、環(huán)境及經(jīng)濟發(fā)展[1]。中國鹽堿地分布廣闊,主要分布在西北、華北、東北及濱海地區(qū),總面積排在世界前三[2]。目前,江蘇的鹽堿地主要為淤泥質(zhì)海岸類型,含鹽量較高,適應(yīng)種植的植物較少,總面積位于全國之首[3]。因此,基于目前情況,發(fā)掘強耐鹽植物,研究其耐鹽機理,選擇適宜于鹽堿地種植的植物,對發(fā)展物種多樣性、城市綠化等具有重要意義。

        研究表明,鹽脅迫下植物會通過一系列的調(diào)控機制應(yīng)對鹽脅迫對植物機體產(chǎn)生的危害,調(diào)控機制包括生理生化、物質(zhì)和激素含量、基因表達水平等[4]。孫璐等[5]以篩選出的耐鹽高粱品種和鹽敏感高粱品種為試驗材料,通過分析鹽脅迫對光合作用和葉綠素?zé)晒馓匦缘确矫娴挠绊懀l(fā)現(xiàn)150mmol/L NaCl 濃度為高粱萌發(fā)期適宜鹽濃度;低濃度NaCl 脅迫可增加葉綠素含量。另外,通過測定滲透物質(zhì)發(fā)現(xiàn),脯氨酸、可溶性糖、還原糖等滲透物質(zhì)的含量在鹽脅迫下均呈上升趨勢。豆昕桐等[6]以耐鹽型小麥品種和鹽敏感型小麥品種為試驗材料,進行了NaCl 脅迫下的生理響應(yīng)及耐鹽性差異的分析,發(fā)現(xiàn)過氧化物酶、過氧化氫酶、丙二醛含量均受鹽脅迫的影響,呈現(xiàn)不同的表現(xiàn)趨勢。

        杜梨(Pyrus betuliflora Bge.)是薔薇科梨屬落葉喬木。株高10m,枝具刺,2 年生枝條紫褐色,主要產(chǎn)于中國遼寧、河北、河南、山東、山西、江蘇等地,具有抗旱耐寒耐鹽堿等特性,常作為綠化觀賞植物和各種栽培梨砧木[7-8]。本試驗以多年生杜梨實生苗為材料,研究鹽激處理對杜梨體內(nèi)酶活性和杜梨在鹽堿地成活率的影響,對鹽堿地園林綠化樹種篩選和杜梨耐鹽力的研究提供了理論基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料與試驗設(shè)計

        試驗于2020 年3-10 月在江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所休閑農(nóng)業(yè)研究室基地進行。選擇長勢一致、無病蟲害的多年生實生苗栽植于一次性花盆中,栽培基質(zhì)為沙土,待杜梨苗木緩苗7d 后進行鹽激處理。

        將杜梨苗隨機分為4 組,分別采用0(CK)、0.2%、0.3%、0.4%的NaCl 濃度(海水)進行處理,每個處理15株杜梨苗。澆海水過程中,先加入設(shè)置土壤含鹽量的一半,3d 后再加入另一半。每天視土壤的水分情況進行澆水,土壤含水量保持在75%即可。

        30d 鹽激處理后,隨機選取新梢中部成熟的葉片進行SOD(超氧化物歧化酶)、POD(過氧化物酶)、CAT(過氧化氫酶)、MDA(丙二醛)的測定。隨后將全部杜梨苗木移栽于相對應(yīng)的鹽濃度的鹽堿地中,6 個月后統(tǒng)計其成活率。

        1.2 杜梨體內(nèi)生理指標的測定

        利用NBT 比色法測定超氧化物歧化酶(SOD)的活性;采用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(POD)的活性;采用紫外線吸收法測定過氧化氫酶(POD)的活性;采用硫代巴比妥酸(TBA)法測定丙二醛(MDA)含量。以上生理指標的測定均參照李合生2000 版的植物生理生化試驗原理與技術(shù)[9]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 鹽激處理對杜梨SOD 活性的影響

        SOD 活性是評判植物抗逆能力的重要標志之一,是氧自由基代謝的關(guān)鍵酶類之一。植物能通過清除超氧自由基及其產(chǎn)生的其他活性氧,達到保護植物細胞的作用[10]。

        如圖1 所示,對杜梨進行鹽激處理,其SOD 活性均顯著高于對照。其中,SOD 酶活性隨著鹽激處理的增強呈先升高后下降的趨勢,在鹽濃度為0.2%時達到最大值,表明在鹽濃度為0.2%時,SOD 酶對植株起到了一定的保護作用,但隨著鹽激處理的增強,SOD 酶活性呈下降趨勢,推測是細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能受到了鹽漬的侵害,導(dǎo)致細胞內(nèi)的保護酶不能正常激活。

        圖1 鹽激處理對SOD 酶活性的影響

        2.2 鹽激處理對杜梨POD 活性的影響

        POD 是植物體內(nèi)重要的呼吸酶類,其活性與酚類物質(zhì)代謝、物抗性密切相關(guān),是植物體內(nèi)重要的抗氧化性強弱評判的標志之一[10]。由圖2 所示,在鹽激處理中,各鹽激處理下的杜梨POD 活性均顯著高于對照。其中,鹽濃度為0.4%時,POD 活性最大,表明杜梨在鹽激處理下,能清除植物體內(nèi)活性氧,抵抗鹽脅迫對杜梨細胞膜造成的傷害,反映了杜梨具有一定的耐鹽能力。

        圖2 鹽激處理對POD 酶活性的影響

        2.3 鹽激處理對杜梨CAT 活性的影響

        過氧化氫是一種代謝過程中產(chǎn)生的廢物,對植物產(chǎn)生一定的危害。CAT 酶存在于細胞的過氧化氫物體內(nèi),能夠?qū)⑦^氧化氫分解為氧和水,使植物避免傷害。

        如圖3 所示,各濃度的鹽激處理下的杜梨CAT 活性均顯著高于對照。隨著鹽激強度的增加,杜梨CAT 活性呈先升高后下降再升高的趨勢,其中在鹽濃度達到0.6%時,POD 活性達到最大值,表明杜梨體內(nèi)的CAT酶對鹽漬條件較為敏感,能迅速催化過氧化氫轉(zhuǎn)化為氧和水。

        圖3 鹽激處理對CAT 酶活性的影響

        2.4 鹽激處理對杜梨MDA 活性的影響

        MDA 含量通常代表膜脂過氧化的強弱。有研究表明,植物的耐鹽性高低與MDA 含量存在密切關(guān)系[11]。由圖4 可知,杜梨MDA 隨著鹽激強度的增加呈下降趨勢,表明杜梨能通過自我調(diào)節(jié)機制降低鹽分研發(fā)的膜脂過氧化作用,間接表明杜梨具有強耐鹽性。

        圖4 鹽激處理對MDA 酶活性的影響

        2.5 鹽激對杜梨成活率分析

        為了了解鹽激處理對杜梨成活率的影響,將已經(jīng)鹽激處理的杜梨苗移栽于相對應(yīng)鹽濃度的鹽堿地中,半年后統(tǒng)計杜梨的成活率。由表1 所示,經(jīng)過各個強度鹽激處理的杜梨苗成活率均高于未經(jīng)過鹽激處理的杜梨苗。其中,經(jīng)過0.2%、0.3%、0.4%鹽激強度處理過的杜梨苗的成活率分別提高了14%、20%、27%,表明鹽激處理能促進杜梨在鹽堿地上的生長,提高其成活率。

        表1 杜梨成活率統(tǒng)計與分析

        3 討論與結(jié)論

        植物的生理能反映植物對逆境環(huán)境的適應(yīng)能力[12]。有研究表明,植物逆境環(huán)境下會產(chǎn)生大量自由基,導(dǎo)致細胞膜結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞,而體內(nèi)的SOD(超氧化物歧化酶)、POD(過氧化物酶)、CAT(過氧化氫酶)等能通過清除活性氧自由基,保護植物細胞,提高植物的抗逆性[13]。本研究中,鹽激處理下,杜梨體內(nèi)SOD、POD、CAT活性均顯著高于對照,表明杜梨受到鹽漬刺激,誘導(dǎo)SOD、POD、CAT 酶活性升高,保護細胞膜結(jié)構(gòu)。但隨著鹽激強度的增加,杜梨體內(nèi)SOD、POD、CAT 酶活性均呈現(xiàn)升高后再下降的趨勢,說明鹽激強度超過了杜梨本身的耐鹽程度,導(dǎo)致保護酶下降,影響細胞膜結(jié)構(gòu)和功能,該結(jié)果與馮蕾[14]、路斌[2]等研究結(jié)果相似。

        本研究以多年生杜梨實生苗為試驗材料,通過鹽濃度為0.2%、0.3%以及0.4%的海水進行鹽激處理,30d后測定其SOD、POD、CAT 以及MDA 酶活性,結(jié)果表明,SOD、POD 以及CAT 酶活性在各個強度的鹽激處理下,均顯著高于對照,MDA 均顯著低于對照,表明杜梨對鹽漬較為敏感,具有一定的耐鹽性。將已經(jīng)鹽激處理的杜梨苗移栽于相對應(yīng)鹽濃度的鹽堿地中,6 個月后統(tǒng)計杜梨的成活率,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過鹽激處理的杜梨苗的成活率增加10%以上,表明鹽激處理能增加杜梨對鹽堿地的適應(yīng)性,增加其成活率。

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