蘇法，張亮亮

（安徽荃銀高科種業(yè)股份有限公司，安徽合肥 230031）

玉米作為我國的三大作物之一，對于國家糧食結(jié)構(gòu)有著非常大的影響，同時(shí)，玉米也是鹽敏感植物，耐鹽能力較低，鹽脅迫是玉米生長的主要限制因素之一。鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致玉米生長發(fā)育遲緩，在苗期抑制玉米的生長與分化，使植物的發(fā)育進(jìn)程提前[1]。研究表明，鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致植物產(chǎn)生大量的活性氧，改變植物體內(nèi)的氧化平衡狀態(tài)，引起作物的早衰和死亡[2]。該試驗(yàn)對8 個(gè)不同糯玉米品種進(jìn)行苗期氯化鈉脅迫處理，探索玉米苗期抗氧化酶活性及丙二醛含量的變化，研究糯玉米在苗期面對氯化鈉脅迫時(shí)在生理上所作出的應(yīng)答反應(yīng)，以期選擇出對氯化鈉脅迫抗逆性最優(yōu)的品種，為耐鹽品種的選定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料。試驗(yàn)玉米材料由安徽科技學(xué)院作物實(shí)驗(yàn)室提供，8 個(gè)品種分別為鳳糯2146、華美糯7 號(hào)、鮮玉糯4 號(hào)、彩甜糯3 號(hào)、蘇科糯5 號(hào)、萬彩甜糯118 號(hào)、彩甜糯10 號(hào)、蘇科糯4 號(hào)。

1.1.2 試驗(yàn)藥品。由安徽科技學(xué)院藥品儲(chǔ)藏室提供，分別為四水硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸銨、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、七水硫酸亞鐵、EDTA.Na、碘化鉀、硼酸、硫酸錳、硫酸鋅、鉬酸鈉、硫酸銅、氯化鈷、蒸餾水；測定所需藥品為聚乙烯吡咯烷酮、氮藍(lán)四唑、EDTA.Na、核黃素、愈創(chuàng)木酚、H2O2、硫代巴比妥、磷酸緩沖液。

1.1.3 試驗(yàn)儀器。10～50 mL 量筒、發(fā)芽盒、100～1 000 mL容量瓶、50～500 mL 燒杯、鑷子、恒溫水浴鍋、烘箱、人工氣候箱、高壓蒸汽滅菌鍋、直尺、分光光度計(jì)、移液槍、小花盆、研缽、冰箱等。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

（1）試驗(yàn)材料的培養(yǎng)與選取。選取籽粒飽滿適中、大小一致、發(fā)育程度相似的8 個(gè)玉米品種的種子分成8 組，加上對照組共16 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3 次，共計(jì)48 盆。用相同成分的營養(yǎng)液培養(yǎng)，其中1 份加入氯化鈉，另1 份加入等量蒸餾水。

（2）發(fā)芽處理。將選取的籽粒按照品種分別放入不同的發(fā)芽盒中，加入少量的水，然后放入培養(yǎng)箱中24 h。待種子發(fā)芽且芽長1～2 cm 時(shí)，將其取出放入小花盆中，先在小花盆內(nèi)部放一塊大小合適能剛好蓋住底端的紗布，然后加入沙土，沙土量約為小花盆2/3 體積，最后將發(fā)芽的種子放入小花盆中，每盆15 粒種子，再次加沙土，直到覆蓋住種子且露出芽。然后用配好的營養(yǎng)液定期等量地澆玉米，每個(gè)品種6 盆，其中用含氯化鈉的營養(yǎng)液在3 葉1 心時(shí)澆3 盆作為處理組，用量為細(xì)沙持水量的4 倍；另3盆用不含氯化鈉的營養(yǎng)液進(jìn)行澆溉，作為對照組。所有處理共處理7 d。

（3）測定前處理。待所有玉米苗均處理7 d 后，將玉米苗拔出，清洗干凈，稱重，記下鮮重，然后晾干，放入袋中標(biāo)明品種及處理，進(jìn)行冷藏，待后續(xù)測定時(shí)用。

1.2.2 測定項(xiàng)目和方法。

（1）粗酶液的制備。在晾干后的所有玉米苗株中，在其葉片和根系中各取0.2 g 于研缽中，然后加入含有2%聚乙烯吡咯烷酮的50 mmol/L（pH 7.8）磷酸緩沖液5 mL 并研磨，直到呈勻漿狀，然后在離心機(jī)中于4℃、10 000 r/min 條件下離心30 min，離心完成后，上清液即為粗酶液，取上清液標(biāo)注品種、處理放置于冰箱。

（2）超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定。利用SOD 對NBT 氮藍(lán)四唑（NBT）的光抑制作用來測定[4]，在試管中加入0.05 mmol/L 的磷酸緩沖液（pH 7.8）1.5 mL，然后加入0.13 mol/L 的Met 溶液0.3 mL，0.75 mol/L 的NBT 溶液0.3 mL，0.1 mol/L 的EDTA-Na2溶液0.3 mL，0.02 mol/L 的核黃素溶液0.3 mL，最后加入0.05 mL 的粗酶液和0.25 mL 的蒸餾水。再做2 支對照管，其中1 支對照管用黑布包裹遮光，另1 支試管不遮光。然后將所有試管置于4 000 lx 的日光燈下光照20 min，使其反應(yīng)。待反應(yīng)結(jié)束后，用黑布罩上所有試管終止其繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。然后將對照組中遮光的試管作為空白調(diào)零，在560 nm 波長下測定其余各管的吸光度。

（3）過氧化物酶（POD）活性的測定。利用愈創(chuàng)木酚法測定[4]。取粗酶液0.5 mL 于試管中，加入0.05 mol/L 的磷酸緩沖液（pH 7.8）1.5 mL，25 mmol /L 愈創(chuàng)木酚0.5 mL，0.2 mol/L H2O20.5 mL 搖勻放置于分光光度計(jì)中，立即計(jì)時(shí)3 min，每隔1 min 讀數(shù)1 次，以0.5 mL 0.05 mol/L 磷酸緩沖液（pH 7.8）替代粗酶液470 nm 下調(diào)零。

（4）丙二醛（MDA）含量的測定。利用硫代巴比妥酸法測定[4]，在試管中先加入1 mL 的粗酶液，然后加入2 mL 0.5%硫代巴比妥酸混勻后，先沸水浴20 min，20 min 結(jié)束后立即放置于冰水浴中進(jìn)行冷卻，冷卻后在3 000 r/min的條件下離心10 min，之后于532、600、450 nm 進(jìn)行比色，并記錄數(shù)據(jù)，其中空白對照用1 mL 0.5%硫代巴比妥酸代替粗酶液。

1.3 數(shù)據(jù)處理

超氧化物歧化酶（SOD）活性（U/g）=（ACK-AE）×V/（0.5×ACK×W×Vt），其中ACK：未遮光對照的吸光度；AE：樣品吸光度；V：測定時(shí)取用酶液體積（mL）；W：測定取樣時(shí)樣品鮮質(zhì)量（g）；Vt：測定時(shí)樣品粗酶液用量（mL）。

過氧化物酶（POD）活性[U/（g·min）]=（△A470×VT）/（W×Vs×0.01×t），其中△A470：反應(yīng)時(shí)間內(nèi)吸光度的變化；VT：提取酶液總體積（mL）；W：樣品鮮重質(zhì)量（g）；Vs：測定時(shí)取用酶液體積（mL）；t：反應(yīng)時(shí)間（min）。

丙二醛（MDA） 濃度C（μmol/L）=6.45（A532-A600）-0.56A450，其中：A450、A532、A600分別代表樣品在450、532、600 nm 波長下的吸光度值。

MDA 含量=MDA 濃度×提取液體積/鮮重。

用Excel 及SPASS 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯化鈉脅迫對糯玉米SOD 活性的影響

從圖1 可以看出，受到氯化鈉脅迫的處理組，根部SOD酶的活性都有不同程度的增加。受氯化鈉脅迫后，萬彩甜糯118 號(hào)與華美糯7 號(hào)對比、彩甜糯10 號(hào)與蘇科糯4 號(hào)對比、彩甜糯3 號(hào)與鳳糯2146 對比，根部SOD 酶的活性皆無顯著差異；鮮玉糯4 號(hào)與其他品種對比，均呈顯著差異。

圖1 不同品種糯玉米根的SOD 活性面對氯化鈉脅迫時(shí)的反應(yīng)

從圖2 可以看出，受到氯化鈉脅迫的處理組，苗部SOD 酶的活性都有不同程度的增加，但除了萬彩甜糯118號(hào)和蘇科糯5 號(hào)2 個(gè)品種增加幅度較大外，其他品種受氯化鈉脅迫后苗部SOD 酶活性增加幅度相對較小。受氯化鈉脅迫后，彩甜糯10 號(hào)、萬彩甜糯118 號(hào)、蘇科糯4 號(hào)、彩甜糯3 號(hào)4 個(gè)品種苗部SOD 酶的活性較高，4 個(gè)品種間差異不顯著，但它們與其他幾個(gè)品種差異顯著。

圖2 不同品種糯玉米苗的SOD 活性面對氯化鈉脅迫時(shí)的反應(yīng)

2.2 氯化鈉脅迫對糯玉米POD 活性的影響

從圖3 可以看出，營養(yǎng)液對照組和氯化鈉處理組之間對比，萬彩甜糯118 號(hào)、華美糯7 號(hào)、鮮玉糯4 號(hào)、蘇科糯5 號(hào)在受到氯化鈉脅迫時(shí)，玉米根POD 活性都有不同程度的下降，其中由于蘇科糯5 號(hào)的營養(yǎng)液對照組的POD 活性本身就少，僅為12.89 U/g，雖然減少了82%，但不具備代表性；萬彩甜糯118 號(hào)的營養(yǎng)液對照組POD 活性為504.48 U/g，其氯化鈉處理組的根部POD 活性相比其營養(yǎng)液對照組減少了47%。而彩甜糯10 號(hào)、蘇科糯4號(hào)、彩甜糯3 號(hào)、鳳糯2146 在受到氯化鈉脅迫時(shí)，其根部的POD 活性都有不同的增加，其中鳳糯2146 的增幅最大，高達(dá)163%；蘇科糯4 號(hào)的增幅最小，僅為5%。

圖3 氯化鈉脅迫對糯玉米根POD 活性的影響

從圖4 可以看出，在營養(yǎng)液對照組，所有品種的苗部POD 活性均呈極顯著差異，而在氯化鈉試驗(yàn)組，除了萬彩甜糯118 號(hào)與彩甜糯3 號(hào)苗部POD 活性無顯著差異外，其余各個(gè)品種之間皆為極顯著差異。對比營養(yǎng)液對照組和氯化鈉處理組可以發(fā)現(xiàn)，萬彩甜糯118 號(hào)、彩甜糯3 號(hào)、華美糯7 號(hào)、鮮玉糯4 號(hào)、蘇科糯5 號(hào)在受到氯化鈉脅迫時(shí)，苗部POD 活性都有不同程度的下降，其中由于蘇科糯5 號(hào)的營養(yǎng)液對照組的POD 活性本身就少，僅為12.52 U/g，雖然減少了357%，但不具備代表性；而華美糯的營養(yǎng)液對照組苗部POD 活性為98.93U/g，其氯化鈉試驗(yàn)組對比其營養(yǎng)液對照組減少了191%，出現(xiàn)了巨幅下降。彩甜糯10 號(hào)、蘇科糯4 號(hào)、鳳糯2146 在受到氯化鈉脅迫時(shí)，其苗部的POD 活性都有不同的增加，其中鳳糯2146 的增幅最大，為25%，而彩甜糯10 號(hào)的增幅較小，為19%。

圖4 氯化鈉脅迫對糯玉米苗POD 活性的影響

2.3 氯化鈉脅迫對糯玉米MDA 含量的影響

MDA 是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物，是植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度的體現(xiàn)，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度。MDA 含量高，說明植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度高，細(xì)胞膜受到的傷害嚴(yán)重[9-10]。從圖5 和圖6 可以看出，糯玉米在受到氯化鈉脅迫時(shí)，品種間表現(xiàn)差異較大，大部分品種苗部的MDA 含量都會(huì)下降，特別是彩甜糯3 號(hào)，下降幅度高達(dá)79%，僅彩甜糯10 號(hào)與鳳糯2146 的MDA含量略有增加，增幅僅分別為13%和18%。而根部的MDA含量在受到氯化鈉脅迫時(shí)，萬彩甜糯118、彩甜糯10 號(hào)、蘇科糯4 號(hào)、蘇科糯5 號(hào)這4 個(gè)品種的MDA 含量較營養(yǎng)液對照組都有提高，而華美糯7 號(hào)、鮮玉糯4 號(hào)、彩甜糯3號(hào)和鳳糯2146 這4 個(gè)品種的MDA 含量都有下降，且下降幅度相對較大。

圖5 氯化鈉脅迫對糯玉米根MDA 含量的影響

圖6 氯化鈉脅迫對糯玉米苗MDA 活性的影響

2.4 糯玉米的耐鹽性綜合比較

從表1 可以看出，玉米對氯化鈉脅迫的抗逆性是由多種元素共同決定的。在該試驗(yàn)中，將6 個(gè)生理指標(biāo)的權(quán)重比設(shè)為一致，利用隸屬函數(shù)對不同品種玉米的6 個(gè)生理指標(biāo)進(jìn)行數(shù)量轉(zhuǎn)換。彩甜糯3 號(hào)對氯化鈉脅迫的抗逆性最優(yōu)，其次是鳳糯2146，而蘇科糯5 號(hào)最差。

表1 不同品種的玉米幼苗在氯化鈉脅迫下的影響

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)通過綜合對比發(fā)現(xiàn)，糯玉米在受到氯化鈉脅迫時(shí)，其根與苗的SOD 活性都會(huì)有不同的提升，提升程度因品種而異，也就是說，在面對氯化鈉脅迫時(shí)，糯玉米清除活性氧的能力普遍會(huì)得到提升；其POD 活性不同品種間有差異，有的下降，有的提高，這說明在面對氯化鈉脅迫時(shí)，糯玉米清除體內(nèi)的過氧化物的能力也因品種而異；其MDA 的含量品種間表現(xiàn)差異較大，部分品種根部和苗部的MDA 含量都出現(xiàn)較大幅度的下降，說明其在受到鹽脅迫時(shí)細(xì)胞膜并未受到嚴(yán)重傷害；耐鹽性綜合評價(jià)顯示，彩甜糯3 號(hào)和鳳糯2146 對氯化鈉脅迫的抗逆性相對較好。通過探索氯化鈉脅迫對糯玉米幼苗抗氧化酶和丙二醛的影響，可以為糯玉米抗氯化鈉脅迫的研究提供一定理論依據(jù)，為選育耐氯化鈉脅迫的糯玉米品種提供參考。