孫志斌

(山西省太岳山國(guó)有林管理局，山西 介休 032000)

木槿是山西省重要的城市園林樹(shù)種之一，但由于部分苗圃地土壤含鹽量較高，導(dǎo)致木槿幼苗長(zhǎng)勢(shì)較弱，苗木質(zhì)量較差[1]。有研究表明[2]，適宜濃度的外源褪黑素可以有效緩解鹽脅迫對(duì)植物的危害，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育[3]。筆者研究了不同濃度褪黑素對(duì)鹽脅迫下木槿幼苗抗氧化能力的影響，以期為通過(guò)褪黑素緩解木槿幼苗鹽脅迫危害提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021年在山西省太岳山國(guó)有林管理局生理實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)所用種子為2020年11月在山西省太岳山國(guó)有林管理局附屬苗圃的母樹(shù)林內(nèi)采集的當(dāng)年生、無(wú)病蟲(chóng)害、充實(shí)飽滿的種子。采集后，在室內(nèi)陰干3 d，裝入玻璃瓶中背陰保存越冬。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2021年5月15日，進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理，T1為空白對(duì)照(1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液),T2為鹽脅迫處理(1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+200 mmol/L鹽溶液),T3為1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+200 mmol/L鹽溶液+60 μmol/L褪黑素處理，T4為1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+200 mmol/L鹽溶液+120 μmol/L褪黑素處理,T5為1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+200 mmol/L鹽溶液+180 μmol/L褪黑素處理。鹽溶液采用NaCl化學(xué)純(2021年1月購(gòu)自天津大茂化學(xué)試劑廠)。每個(gè)處理5個(gè)培養(yǎng)皿，3次重復(fù)。培養(yǎng)皿直徑為17 cm，內(nèi)鋪4層濾紙保濕，每個(gè)培養(yǎng)皿中放置30粒種子。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，配置相應(yīng)溶液，潤(rùn)濕培養(yǎng)皿內(nèi)的濾紙，放置于恒溫培養(yǎng)箱(溫度25 ℃，濕度70%)中，每天補(bǔ)充1次混合溶液。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

試驗(yàn)開(kāi)始后第20天，測(cè)定各處理的發(fā)芽率。第30天，在每個(gè)培養(yǎng)皿中選取10株發(fā)芽種子，用游標(biāo)卡尺測(cè)定胚根長(zhǎng)度。第20天和第30天，在每個(gè)培養(yǎng)皿中剪取10株發(fā)芽幼苗的幼葉，用于各項(xiàng)生理指標(biāo)的測(cè)定。還原型抗壞血酸(AsA)、脫氫抗壞血酸(DHA)含量測(cè)定采用4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BP)顯色法，還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量測(cè)定采用5,5-二硫代雙-2-硝基苯甲酸(DTNB)顯色法，單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)活性、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)活性測(cè)定采用試劑盒(購(gòu)自合肥萊爾生物科技有限公司)，超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用NBT還原法，過(guò)氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

圖表制作使用Excel 2010版軟件，方差分析使用DPS 7.05版軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 褪黑素對(duì)鹽脅迫下木槿種子萌發(fā)的影響

不同處理木槿種子的發(fā)芽率和胚根長(zhǎng)度見(jiàn)表1。

由表1可知，鹽脅迫處理與對(duì)照相比顯著降低了木槿種子的發(fā)芽率，而褪黑素處理與鹽脅迫處理相比提高了木槿種子的發(fā)芽率，且發(fā)芽率隨褪黑素濃度的增加而升高。其中，T3、T4、T5分別比T2處理提高了8.14%、23.39%、25.92%，差異達(dá)到顯著水平，表明褪黑素可以顯著提高鹽脅迫下木槿種子的發(fā)芽率。不同濃度褪黑素處理比較來(lái)看，T4和T5之間無(wú)顯著差異，均顯著高于T3，說(shuō)明120 μmol/L和180 μmol/L的褪黑素對(duì)緩解木槿鹽脅迫效果優(yōu)于60 μmol/L處理。鹽脅迫會(huì)顯著抑制木槿種子胚根的生長(zhǎng)，但褪黑素處理會(huì)促進(jìn)鹽脅迫下木槿種子胚根的生長(zhǎng)。其中，T4處理的胚根長(zhǎng)度分別比T2、T3處理提高了50.55%和26.61%，差異顯著，表明T4處理可以顯著促進(jìn)鹽脅迫下木槿種子的胚根生長(zhǎng)，且120 μmol/L的褪黑素效果較好。

表1 不同處理木槿種子的發(fā)芽率和胚根長(zhǎng)度

2.2 褪黑素對(duì)木槿幼苗抗氧化物質(zhì)含量的影響

不同處理木槿幼苗的抗氧化物質(zhì)含量見(jiàn)表2。

由表2可知，鹽脅迫處理與對(duì)照相比顯著降低了木槿幼苗的AsA、DHA、GSH和GSSG含量，外源褪黑素處理可提高這4種物質(zhì)的含量，但不同濃度的褪黑素處理存在差異。

表2 不同處理木槿幼苗的抗氧化物質(zhì)含量 mg/g

第20天和第30天，T4處理的AsA含量分別比T2提高了75.00%和73.97%，差異顯著，表明該濃度的褪黑素可以顯著提高鹽脅迫下木槿幼苗的AsA含量；T5與T4之間無(wú)顯著差異，表明褪黑素濃度從120 μmol/L提高至180 μmol/L不會(huì)對(duì)鹽脅迫下木槿幼苗的AsA含量產(chǎn)生顯著影響。T4處理的DHA含量分別比T2處理提高了63.99%和53.82%，差異顯著，表明T4可以顯著提高鹽脅迫下木槿幼苗的DHA含量。T5處理在第20天顯著高于T4，在第30天與T4之間無(wú)顯著差異。

第20天和第30天，T4處理的GSH含量分別比T2提高了50.53%和79.05%，差異顯著，表明T4可以顯著提高鹽脅迫下木槿幼苗的GSH含量；T5與T4之間無(wú)顯著差異，表明褪黑素濃度從120 μmol/L提高至180 μmol/L不會(huì)對(duì)鹽脅迫下木槿幼苗的GSH含量產(chǎn)生顯著影響。T4與T2相比，GSSG含量分別提高了53.91%和145.34%，差異顯著，表明T4可以顯著提高木槿幼苗的GSSG含量；T3和T5均顯著高于T2，表明這2個(gè)處理也能顯著提高鹽脅迫下木槿幼苗的GSSG含量。T4與T5相比，GSSH含量無(wú)顯著差異，表明褪黑素濃度從120 μmol/L提高至180 μmol/L不會(huì)對(duì)GSSH含量產(chǎn)生顯著影響。

2.3 褪黑素對(duì)木槿幼苗抗氧化酶活性的影響

不同處理木槿幼苗的抗氧化酶活性見(jiàn)表3。

表3 不同處理木槿幼苗的抗氧化酶活性

由表3可知，鹽脅迫處理提高了木槿幼苗的MDHAR、DHAR、SOD和POD活性，褪黑素處理會(huì)進(jìn)一步提高鹽脅迫下這4種抗氧化酶的活性，但不同濃度褪黑素處理的促進(jìn)效果存在顯著差異。

第20天和第30天，T4處理的MDHAR活性分別比T2提高了50.00%和33.85%，差異顯著，表明該濃度的褪黑素會(huì)顯著提高鹽脅迫下木槿幼苗的MDHAR活性；T3與T2之間無(wú)顯著差異，表明T3不會(huì)對(duì)鹽脅迫下木槿幼苗的MDHAR活性產(chǎn)生顯著影響。T5與T4相比，MDHAR活性無(wú)顯著差異，表明褪黑素濃度從120 μmol/L提高至180 μmol/L不會(huì)對(duì)MDHAR活性產(chǎn)生顯著影響。T2處理的DHAR活性顯著高于對(duì)照，T3處理的DHAR活性顯著高于T2，表明60 μmol/L的褪黑素會(huì)顯著提高木槿幼苗的DHAR活性；T4處理比T3提高了13.74%和19.29%，差異顯著，表明褪黑素濃度從60 μmol/L提高至120 μmol/L會(huì)顯著提高木槿幼苗的DHAR活性。T5與T4相比，DHAR活性無(wú)顯著差異，表明褪黑素濃度從120 μmol/L提高至180 μmol/L并未對(duì)DHAR活性產(chǎn)生顯著影響。

第20天和第30天，T3處理與T2相比顯著提高了木槿幼苗的SOD和POD活性，表明60 μmol/L的褪黑素會(huì)顯著提高鹽脅迫下木槿幼苗的SOD和POD活性；T4顯著高于T3，表明褪黑素濃度從60 μmol/L提高至120 μmol/L會(huì)顯著提高木槿幼苗的SOD和POD活性；T5與T4之間無(wú)顯著差異，表明褪黑素濃度從120 μmol/L提高至180 μmol/L并未對(duì)木槿幼苗SOD和POD活性產(chǎn)生顯著影響。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，鹽脅迫顯著降低了木槿種子的發(fā)芽率和胚根長(zhǎng)度，表明鹽脅迫對(duì)木槿種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用。褪黑素處理顯著提高了木槿種子的發(fā)芽率和胚根長(zhǎng)度，表明褪黑素可有效緩解鹽脅迫對(duì)木槿種子和幼苗的危害。鹽脅迫下，木槿幼苗的AsA、DHA、GSH和GSSG含量有所降低，但是褪黑素處理后又顯著升高。褪黑素處理后，MDHAR、DHAR、SOD和POD活性均顯著升高，這有利于提高活性氧的清除效率，緩解鹽脅迫對(duì)木槿幼苗的危害。綜合分析認(rèn)為，緩解木槿幼苗鹽脅迫較適宜的褪黑素濃度為120 μmol/L。