趙肖瓊，梁泰帥，張恒慧

（1.太原工業(yè)學院環(huán)境與安全工程系 太原 030008； 2.山西醫(yī)科大學藥學院 太原 030001）

小白菜（L.）又名不結球白菜、青菜，具有適應環(huán)境能力強、生長周期短、生物產量高、四季可供應等優(yōu)點，是我國栽培歷史悠久且栽培面積最大的蔬菜之一。小白菜葉片鮮嫩、味道清香、富含多種營養(yǎng)成分以及抗癌活性物質硫代葡萄糖苷，深受廣大消費者的喜愛。近年來，隨著設施蔬菜栽培的快速發(fā)展，不科學的栽培技術和管理措施導致土壤次生鹽漬化問題日趨加重，嚴重制約了小白菜等設施蔬菜栽培的可持續(xù)發(fā)展。鹽害條件下，植物體內發(fā)生離子毒害和滲透脅迫，導致植物細胞內活性氧（ROS）過度積累，破壞了細胞膜結構，擾亂了植物正常的生理代謝和生長發(fā)育，最終造成作物產量減少。因此，深入探究提升小白菜耐鹽性的途徑及生理機制，對于解決小白菜鹽害問題具有重要意義。

亞精胺（Spd）是植物體內常見的一種多胺（PAs）物質，以游離態(tài)等形式存在。近年來的研究發(fā)現，Spd 是植物非生物逆境脅迫中關鍵的生長促進化合物，一是作為直接的脅迫保護物質，二是作為脅迫信號轉導中的“第二信使”參與抗逆機制的構建。向麗霞等研究表明，葉面噴施Spd 能夠增強高溫脅迫下葉綠素前體合成關鍵酶膽色素原脫氨酶的活性，提升番茄幼苗的葉綠素合成能力及耐熱性。鄒芳等研究發(fā)現，1.2 mmol·L的Spd 能夠提升干旱脅迫下甜高梁幼苗的光合效率、滲透調節(jié)物質可溶性糖和脯氨酸含量、抗氧化酶活性，從而減輕干旱脅迫對甜高粱的氧化傷害。劉書錦等研究表明外源Spd 能夠促進重金屬砷脅迫下水稻種子的萌發(fā)及幼苗生長，減少水稻幼芽和根系對砷的吸收累積，緩解砷對水稻的毒害效應。目前，關于Spd 對NaCl 脅迫下小白菜幼苗生長、抗壞血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循環(huán)及氮代謝影響的研究尚未見報道。因此，筆者以上海青小白菜為試材，通過營養(yǎng)液培養(yǎng)試驗探究外源不同濃度Spd 處理對NaCl 脅迫下小白菜幼苗生長、AsA-GSH 循環(huán)及氮代謝的影響，篩選出Spd 的最佳噴施濃度，揭示Spd 提升小白菜耐鹽性的生理機制，可望為鹽漬區(qū)域設施蔬菜的高效持續(xù)化生產奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗小白菜品種為上海青，購自南京秋田種業(yè)研究所；Spd 購自上海金穗生物科技有限公司。

1.2 試驗設計

試驗于2021 年3—5 月在太原工業(yè)學院環(huán)境與安全工程系生物學實驗室進行，設置培養(yǎng)條件為晝/夜溫度25 ℃/20 ℃，光照度10 000 lx，光照時間14 h·d，相對濕度80%。選用健康飽滿的小白菜種子進行穴盤育苗，挑取生長一致的2 葉1 心小白菜幼苗植株定植于裝有1/2 Hoagland 營養(yǎng)液（2 L）的塑料盆中，緩苗3 d 后，依據預試驗結果共設置7 個處理（表1）。其中，配制含有100 mmol·LNaCl 的營養(yǎng)液模擬鹽脅迫，采用完全隨機設計，每處理12株，3 次重復。每天9：00 向葉面噴施蒸餾水或Spd溶液，以葉片兩面全部濕潤為止，連續(xù)噴施10 d 后取樣測定小白菜植株的各項指標。

表1 試驗處理設置

1.3 測定指標和方法

1.3.1 生長指標 分別利用直尺測量小白菜幼苗的株高、根長，百分之一電子天平測定單株鮮質量，105 ℃烘干至恒質量后再測定單株干質量。

1.3.2 葉片生理指標 丙二醛（MDA，硫代巴比妥酸法）含量及硝酸還原酶（NR，活體法）活性的測定按照高俊鳳的方法；AsA-GSH 循環(huán)抗氧化劑AsA、GSH，氧化還原物質脫氫抗壞血酸（DHA），氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量及關鍵酶抗壞血酸過氧化物酶（APX）、單脫氫抗壞血酸還原酶（MDHAR）、脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）、谷胱甘肽還原酶（GR）活性的測定按照趙肖瓊等和王俊力等的方法；硝態(tài)氮（NO-N，紫外分光法）、銨態(tài)氮（NH-N，紫外分光法）含量及亞硝酸還原酶（NiR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性測定參考馬曉華等的方法；谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酸脫氫酶（GDH）活性測定參照車永梅等的方法。每個指標測定均3 次重復。

1.4 數據分析

通過WPS 2019 和SPSS 19.0 軟件進行數據處理和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 Spd對NaCl脅迫下小白菜幼苗生長的影響

由表2 可知，NT 處理顯著抑制了小白菜幼苗的生長，其株高、根長、單株鮮質量和干質量較CK分別降低了23.36%、28.36%、25.15%和40.91%。噴施Spd 能不同程度緩解NaCl 脅迫下小白菜幼苗的生長，且緩解程度隨著噴施Spd 濃度的增加先升后降，NT+1.2 Spd 處理的小白菜幼苗株高、根長、單株鮮質量和干質量較NT 處理分別顯著增加了23.05%、33.27%、25.41%和53.85%，增幅最大。

表2 Spd 對NaCl 脅迫下小白菜幼苗生長的影響

2.2 Spd 對NaCl 脅迫下小白菜幼苗葉片MDA 和AsA-GSH循環(huán)相關物質含量的影響

從表3 可以看出，與CK 相比，NT 處理下MDA、AsA、GSH、GSSG 含量及AsA/DHA、GSH/GSSG 比值均顯著增加，分別增加了87.37%、28.57%、35.90%、12.50%和18.71%、14.51%，而DHA含量變化不明顯。NaCl 脅迫下，MDA 含量隨著噴施Spd 濃度的增加先降后升，而AsA、DHA、GSH、GSSG 含量及AsA/DHA、GSH/GSSG 比值隨著噴施Spd 濃度的增加先升后降。與NT 相比，NT+1.2 Spd 處理的AsA、DHA、GSH、GSSG 含量及AsA/DHA、GSH/GSSG 比值分別顯著增加了37.96%、22.22%、33.96%、33.33%和15.93%、6.08%，增幅最大；而MDA 含量顯著下降了47.18%，降幅最大。

表3 Spd 對NaCl 脅迫下小白菜幼苗葉片MDA 和AsA-GSH 循環(huán)相關物質含量的影響

2.3 Spd對NaCl脅迫下小白菜幼苗葉片AsA-GSH循環(huán)關鍵酶活性的影響

從表4 可以看出，NT 處理顯著增強了AsA-GSH 循環(huán)4 種關鍵酶的活性，APX、DHAR、MDHAR 和GR 活性較CK 分別增加了38.91%、22.08%、13.98%和16.54%。噴施Spd 能不同程度地增強AsA-GSH 循環(huán)4 種關鍵酶的活性，且增強程度隨著噴施Spd 濃度的增加先升后降，NT+1.2Spd 處理的APX、DHAR、MDHAR 和GR 活性較NT 處理分別顯著增加了28.15%、25.39%、22.71%和18.68%，增幅最大。

表4 Spd 對NaCl 脅迫下小白菜幼苗葉片AsA-GSH 循環(huán)關鍵酶活性的影響

2.4 Spd 對NaCl 脅迫下小白菜幼苗葉片氮代謝的影響

表5 Spd 對NaCl 脅迫下小白菜幼苗葉片氮代謝的影響

3 討論與結論

生物量等形態(tài)特征是植物遭遇鹽脅迫的綜合反映，且植物在幼苗階段對鹽脅迫更為敏感。本試驗中，100 mmol·LNaCl 脅迫下小白菜幼苗的株高、根長、單株鮮質量和干質量均顯著降低，說明NaCl 脅迫對小白菜幼苗植株的生長產生抑制效應，而葉面噴施0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mmol·LSpd 溶液能不同程度地改善NaCl 脅迫下小白菜幼苗的生長狀況，并以1.2 mmol·LSpd 溶液對NaCl 脅迫下小白菜幼苗生長的促進效果最佳，這與海霞等和鄒芳等的研究結果類似。

鹽脅迫下植物細胞內ROS 積累量顯著增加引發(fā)了膜脂過氧化產物MDA 的產生，且MDA 的積累一定程度可以作為評價植物自身氧化脅迫程度和耐受性的關鍵指標。AsA-GSH 循環(huán)是植物體內重要的非酶促抗氧化保護系統(tǒng)，主要通過抗氧化劑AsA、GSH 以及關鍵酶APX、MDHAR、DHAR、GR 共同作用維持細胞的氧化還原平衡。AsA-GSH 循環(huán)中，APX 催化AsA 和HO反應生成MDHA 和HO，部分MDHA 可通過非酶促歧化反應進一步氧化為DHA，而MDHA 和DHA 可分別通過MDHAR 和DHAR 催化再生為AsA，同時GSH 在DHAR 催化下生成GSSG，GSSG 可在GR 催化下重新形成GSH。此外，AsA/DHA、GSH/GSSG 比值可以反映植物細胞內的氧化還原狀態(tài)，是激活植物抗逆基因的重要信號。研究發(fā)現，燕麥、小麥、甜玉米等能夠通過調控AsA-GSH 循環(huán)的抗氧化劑含量和關鍵酶活性來協調植株體內的氧化還原平衡。本試驗也得到類似結果，NaCl 脅迫下小白菜幼苗葉片MDA 積累量明顯高于CK，說明NaCl 脅迫加劇了小白菜幼苗的質膜氧化傷害，同時激發(fā)了AsA-GSH 循環(huán)抗氧化系統(tǒng)，主要表現為抗氧化劑（AsA、GSH）和GSSG 含量、氧化還原狀態(tài)（AsA/DHA、GSH/GSSG 比值）及關鍵酶APX、MDHAR、DHAR、GR 活性顯著提高。葉面噴施Spd 溶液可進一步提升NaCl 脅迫下的APX、MDHAR、DHAR、GR 活性，維持植株體內較高水平的抗氧化劑（AsA、GSH）含量及氧化還原狀態(tài)（AsA/DHA、GSH/GSSG 比值），保證ASA-GSH循環(huán)的高效運行，從而加快清除MDA 的過度累積。其中，以噴施1.2 mmol·LSpd 溶液時NaCl 脅迫下小白菜幼苗葉片AsA-GSH 循環(huán)的運行效果最優(yōu)。

綜上所述，100 mmol·LNaCl 脅迫對小白菜幼苗的正常生長產生明顯的負效應，葉面噴施Spd 溶液不同程度促進了小白菜幼苗對NaCl 脅迫適應性的增強。其中，1.2 mmol·LSpd 溶液對小白菜Na-Cl 脅迫的緩解效果最佳，能夠通過增強植株的AsA-GSH 循環(huán)及氮代謝，降低脂質過氧化水平，最終表現為促進NaCl 脅迫下小白菜幼苗生長。