摘要：本試驗以滇黃精幼苗為材料，采用容器澆鹽法控制含鹽量，NaCl濃度分別設為50、100、150、200mmol/L，以清水為對照（CK），研究不同濃度NaCl脅迫下滇黃精幼苗生長及生理指標的變化情況，并通過相關性分析、主成分分析和隸屬函數(shù)法對其脅迫程度進行評價，探究不同濃度鹽分對滇黃精幼苗生長及生理特性的影響。結果表明，不同濃度NaCl脅迫下，滇黃精幼苗生長及生理指標均存在明顯差異；隨NaCI濃度增加，滇黃精幼苗各農(nóng)藝性狀指標呈下降趨勢；葉片光合色素含量變化顯著，葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量在NaCl脅迫下呈下降趨勢；丙二醛（MDA）含量、脯氨酸（Pro）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和葉片相對電導率呈上升趨勢；過氧化物酶（POD）活性和還原型谷光甘肽（CSH）含量則呈先升后降趨勢。主成分分析結果表明，莖粗、須根長、須根粗、葉綠素、SOD、MDA、相對電導率等指標可作為滇黃精遭受NaCl脅迫的鑒定指標。根據(jù)耐鹽性綜合評價得出，滇黃精幼苗受NaCI脅迫程度從高到低依次表現(xiàn)為200 mmol/L、150mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L。該研究結果可為滇黃精優(yōu)質(zhì)栽培提供理論基礎和科學依據(jù)。

關鍵詞：NaCl脅迫；滇黃精幼苗；生長指標；生理特性

中圖分類號：S567.23+9 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2024）12-0054-07

土壤鹽漬化是植物生長過程中重要的非生物脅迫因素之一，隨著氣候地形因素的變化和人為活動的影響，土壤鹽漬化程度越發(fā)嚴重。我國鹽漬土的分布范圍廣、面積大。土壤鹽漬化會導致作物品質(zhì)和產(chǎn)量降低、土壤滲透、氧化損傷、有效耕地面積減少等危害，因此，探究植物的耐鹽能力將有利于藥用植物在逆境環(huán)境中的生長，對合理開發(fā)和利用鹽漬地具有重要的指導意義。

滇黃精（Polygonatum，kingianum Coll.etHemsl.）為多年生藥食同源草本植物，為中藥黃精的基原植物之一，以其根莖人藥，味甘，性平，歸脾、肺、腎經(jīng)，具有補氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺、益腎的功效。近代藥理研究表明，黃精具有抗氧化、抗骨質(zhì)疏松、抗心肌細胞損傷、抗腫瘤、抗高血脂、抗心腦血管疾病、改善睡眠等作用。滇黃精多產(chǎn)于云南、四川、貴州等地。其繁殖方式有根莖繁殖和種子繁殖，如長期用根莖繁殖，不僅出苗率低且種苗整齊度差，使產(chǎn)量和質(zhì)量下降，導致品種退化，因此，不少學者對滇黃精種子的繁殖特性開展了相關研究。目前關于滇黃精的研究主要集中在種子萌發(fā)、化學成分、組織培養(yǎng)、栽培措施、病原鑒定等方面，對鹽脅迫方面的研究主要以黃精種子作為試驗材料，而對滇黃精幼苗耐鹽性的研究還鮮有報道。本試驗通過研究NaCl脅迫對幼苗生長和生理特性的影響，明確其耐鹽性，以期為滇黃精優(yōu)質(zhì)栽培提供理論基礎和科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

滇黃精種子購自云南煜欣農(nóng)林生物科技有限公司，其基本性狀見表1。

1.2試驗方法

滇黃精種子經(jīng)揉搓漂洗后沙藏于4℃種子儲藏柜。沙藏4個月后，2月上旬開始育苗，7月下旬滇黃精幼苗長至兩片葉時，選取生長良好、長勢一致的幼苗移栽至塑料盆（口徑19 cm，底徑10cm，高13 cm）內(nèi)。盆內(nèi)填裝泥炭土與蛭石為2：1的混合基質(zhì)，每盆裝0.6 kg。移栽期間噴施兩次霍格蘭營養(yǎng)液，移栽后10天澆等體積（200 mL）不同濃度的NaCl溶液，每周定時定量補充2次鹽溶液。各處理NaCl溶液濃度分別為50（T1）、100（T2）、150（T3）、200（T4） mmol/L，以清水為對照（CK）。每盆種10株幼苗，重復3次，每處理共30株。盆栽置于組培室內(nèi)，NaCl溶液脅迫20 d時取樣進行相關指標測定。

1.3測定指標及方法

1.3.1農(nóng)藝性狀測定 鹽脅迫處理結束后，每處理隨機選擇幼苗植株取樣調(diào)查根數(shù)：采用鋼尺（精度0.1 cm）測量幼苗株高、最大葉長、最大葉寬和須根長：用游標卡尺（精度0.01 mm）測量莖粗、須根粗；用天平（精度0.001 g）稱量植株全株鮮重、全株干重，并計算根冠比。每處理測量5株取平均值。

1.3.2光合色素含量測定 脅迫處理結束后，用95％乙醇提取比色法測定幼苗葉片葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量。

1.3.3生理指標測定 脅迫處理結束后，各處理分別取長勢一致的植株20株，取所有葉片凍存待測。用試劑盒（北京索萊寶科技有限公司）測定葉片過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、還原型谷胱甘肽（GSH）含量；用力辰科技多參數(shù)測量儀LC-MP-31測定相對電導率；蒽酮比色法測定可溶性糖（SS）含量；考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白（SP）含量。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示，采用Microsoft Excel 2019進行整理，利用Origin 2022軟件繪圖，SPSS 26.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差顯著性檢驗、相關性分析和主成分分析。同時用隸屬函數(shù)法進行綜合分析及評價，計算公式為：

R（Xi）=（Xi-Xmin）／（Xmax-Xmin）； （1）

R（Xi）=1-（Xi-Xmin）／（Xmax-Xmin）。 （2）

式中，Xi為黃精指標的測定值，Xmin和Xmax表示測定值的最小值和最大值。若測定指標與耐鹽性呈負相關，則用反隸屬函數(shù)法進行轉(zhuǎn)換（公式2）。最后將各試樣所有指標的隸屬函數(shù)值進行累加后取算術平均值。

2結果與分析

2.1NaCl脅迫對滇黃精幼苗農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1對滇黃精幼苗地上部生長的影響 由表2可知，不同濃度NaCl脅迫均不同程度地抑制黃精幼苗地上部生長，其中莖粗、最大葉長和最大葉寬較CK均減小，T2處理幼苗株高略高于CK，其他處理均低于CK。高濃度NaCl脅迫對幼苗生長的抑制更為明顯，但各處理間差異均不顯著。

2.1.2對滇黃精幼苗根生長的影響 由表3可知，各鹽脅迫處理均對黃精幼苗根的生長有抑制作用，隨NaCl濃度增加，幼苗的根數(shù)、須根長和須根粗整體均呈下降趨勢：各指標均在T4處理下最低，分別較CK減少21.21％、29.35％和30.91％，其中須根長和須根粗與CK差異顯著。

2.1.3對滇黃精植株鮮重、干重及根冠比的影響 由表4可以看出，隨NaCl濃度增加，滇黃精幼苗全株鮮重和干重及根冠比均呈下降趨勢。T4處理下，全株鮮重較CK顯著下降，降幅達31.88％；全株干重最低，為0.09 g，但與CK差異不顯著；根冠比各鹽脅迫處理均低于CK，但差異不顯著。

2.2NaCl脅迫對滇黃精幼苗葉片光合色素含量的影響

由表5可以看出，各NaCl脅迫處理滇黃精幼苗葉片葉綠素a、葉綠素b含量均較CK顯著下降。幼苗葉片總?cè)~綠素含量T1處理低于CK，但差異不顯著，其他處理均顯著低于CK，且T3b理含量最低，較CK下降26.70％。幼苗葉片類胡蘿卜素含量隨NaCI脅迫濃度升高整體也呈下降趨勢，T4處理顯著低于CK，降幅達40.00％，其他處理間差異不顯著。

2.3NaCl脅迫對滇黃精幼苗葉片生理指標的影響

由表6可以看出，T3處理幼苗葉片SOD活性最高，與T4處理差異不顯著，但顯著高于其他處理，是CK的1.93倍。各鹽脅迫處理幼苗葉片POD活性均顯著低于CK，T2、T4處理的活性均較低，為294 U/g，表明其抗氧化系統(tǒng)受損嚴重。

各鹽脅迫處理幼苗葉片MDA含量均顯著高于CK，T4處理最高，為94.09 nmol/g，是CK的3.37倍。T4處理黃精幼苗葉片Pro含量顯著高于其他處理，為576.08 ug/g，是CK的2.80倍，表明黃精幼苗通過增加葉片脯氨酸含量抵御NaCl逆境脅迫。

T2處理黃精幼苗葉片GSH含量顯著高于其他處理，為371.11 ug／g，是CK的1.32倍；T3處理的含量最低，為195.19 ug／g，與CK差異顯著。T4處理幼苗葉片SS含量最高，為23.81％，T3處理含量最低，為13.12％，二者差異顯著，T1、T2、T3處理間無顯著差異。

黃精幼苗葉片SP含量處理間差異顯著，T4處理最高，為2.59 mg/g，是CK的1.42倍，T1處理最低；T1、T2處理均顯著低于CK，T3、T4處理則均顯著高于CK。

隨著NaCl濃度增加，幼苗葉片相對電導率呈上升趨勢，處理間差異顯著，其中T4處理下相對電導率最高，為84.61％，是CK的1.28倍，表明葉片質(zhì)膜系統(tǒng)受損嚴重。

2.4NaCl脅迫下滇黃精幼苗生長與生理指標的相關性分析

由圖1可知，NaCl脅迫下，滇黃精幼苗株高與類胡蘿卜素、Pro含量分別呈顯著正相關、負相關：莖粗與最大葉長、最大葉寬和全株鮮重呈極顯著正相關，與葉片相對電導率呈極顯著負相關，與須根長、須根粗、全株干重、總?cè)~綠素含量、類胡蘿卜素含量呈顯著正相關，與葉片SOD活性呈顯著負相關；最大葉長與須根粗、全株干重呈極顯著正相關，與葉片SOD活性和相對電導率呈極顯著負相關，與最大葉寬、須根長、全株鮮重、總?cè)~綠素含量呈顯著正相關，與葉片MDA含量呈顯著負相關；最大葉寬與全株鮮重呈極顯著正相關，與葉片相對電導率呈極顯著負相關，與須根長、須根粗、全株干重呈顯著正相關，與葉片MDA含量呈顯著負相關；根數(shù)與須根長呈極顯著正相關，與葉片MDA含量呈顯著負相關；須根長與全株干重呈極顯著正相關，與葉片MDA含量呈極顯著負相關，與須根粗、全株鮮重呈顯著正相關，與葉片相對電導率呈顯著負相關；須根粗與全株干重呈極顯著正相關，與葉片MDA含量和相對電導率呈極顯著負相關，與全株鮮重、葉片POD活性呈顯著正相關，與葉片SOD活性呈顯著負相關；全株干重與全株鮮重、總?cè)~綠素含量呈顯著正相關，與葉片MDA含量和相對電導率呈極顯著負相關，與葉片SOD活性呈顯著負相關；全株鮮重與葉片MDA含量和相對電導率呈顯著負相關；葉片總?cè)~綠素含量與葉片SOD活性呈極顯著負相關；葉片類胡蘿卜素含量與葉片Pro含量呈極顯著負相關，與SP含量呈顯著負相關。

葉片SOD活性與葉片相對電導率呈顯著正相關：葉片POD活性與葉片MDA含量和相對電導率呈顯著負相關：葉片MDA含量與葉片相對電導率呈極顯著正相關。其他指標間均表現(xiàn)為無顯著相關性。

綜上表明，鹽脅迫處理會對滇黃精幼苗生長與生理特性造成影響，大部分指標間存在顯著或極顯著交互作用。

2.5NaCl脅迫下幼苗生長與生理指標的主成分分析

對NaCl脅迫下滇黃精幼苗的各指標進行主成分分析，以特征值大于1為標準提取出3個主成分（表7）。第1主成分特征值為13.884，方差貢獻率最大，為73.073％，特征向量中正向載荷較高的性狀有莖粗、最大葉長、最大葉寬、須根長、須根粗、全株干重、全株鮮重、總?cè)~綠素含量，負向載荷較高的性狀有SOD活性、MDA含量、相對電導率，其特征向量值均大于0.9，反映的是生長因子、滲透調(diào)節(jié)因子以及光合因子：第2主成分特征值為2.451，方差貢獻率為12.902％，特征向量中正向載荷較高的性狀為Pro、SS含量，反映的是滲透調(diào)節(jié)因子；第3主成分特征值為1.742，方差貢獻率為9.168％，特征向量中正向載荷較高的性狀為GSH含量，反映的是滲透調(diào)節(jié)因子。3個主成分累積貢獻率達95.143％。

綜上可知，試驗測定的各指標均能夠較好地反映出滇黃精幼苗生長及生理對NaCl脅迫的響應特性，其中，莖粗、最大葉長、最大葉寬、須根長、須根粗、全株干重、全株鮮重及葉片總?cè)~綠素含量、SOD活性、MDA含量和相對電導率可作為滇黃精幼苗遭受NaCl脅迫的鑒定指標。

2.6滇黃精幼苗對NaCl脅迫程度響應的模糊隸屬函數(shù)法綜合分析

由表8可知，用隸屬函數(shù)法進行綜合評價，不同濃度NaCl對滇黃精幼苗脅迫程度從高到低依次為T4、T3、T1、T2、CK。

3討論

當植物受到外界脅迫時，其生長指標和生理指標都會發(fā)生變化，最直觀的表現(xiàn)是植株形態(tài)特征的變化。鹽脅迫條件下，植物會表現(xiàn)出明顯的鹽害癥狀，如發(fā)芽率低甚至喪失種子活力，葉片枯萎變黃、卷曲甚至脫落，植株生長緩慢，株高降低等。

本試驗條件下，NaCl脅迫對滇黃精幼苗農(nóng)藝性狀有明顯的抑制作用，隨脅迫濃度增加，其莖粗、最大葉長、最大葉寬、須根粗、全株鮮重、全株干重等受抑制程度增大。這與郭文婷等對藜科植物種子、Shi等對鳳丹芍藥植株的鹽害研究結果一致。100 mmol/L NaCl脅迫下，株高較對照有所增加：根數(shù)、須根長較50 mmol/L NaCl處理有所增加，這說明低濃度（50、100 mmol/LNaCl）鹽脅迫對滇黃精幼苗株高和根系生長的影響不大，且在一定程度上還有促進作用，表明滇黃精幼苗對低濃度鹽環(huán)境具有一定的耐受性。NaCl濃度增加到150、200 mmol/L時，對幼苗株高、根數(shù)、須根長、須根粗產(chǎn)生的抑制作用明顯增強，說明高濃度鹽脅迫對滇黃精幼苗株高和根系生長有明顯的抑制作用，最直接的表現(xiàn)為影響根系對水分和養(yǎng)分的吸收，導致植株地上和地下部生長受阻，發(fā)育緩慢，該結果與董飛等對草花的研究結果相似。本研究中，NaCl脅迫使滇黃精幼苗根冠比均低于CK，表明鹽脅迫對地下部的抑制作用高于地上部，這與邸桂俐等關于稗草耐鹽性的研究結果相似。

葉綠體色素是植物吸收太陽光能進行光合作用的重要物質(zhì)，主要由葉綠素和類胡蘿卜素組成。葉片光合色素含量能反映出植物光合能力的強弱，鹽脅迫條件下，葉片光合色素合成會受到不同程度的抑制。Turan等在對水稻幼苗的研究中指出，NaCl脅迫降低葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量，且隨鹽濃度增加，降低強度增大。高鹽脅迫阻礙葉綠素中間產(chǎn)物的合成，致使葉綠素合成減少，降解速度加快，光合速率下降，導致植株葉片逐漸枯萎變黃甚至脫落。本研究得出，較高濃度鹽脅迫會使滇黃精幼幼苗根系生長受到抑制，進而導致地上部生長受阻，葉片葉綠素含量和類胡蘿卜素含量均降低。

在高鹽脅迫下，作物植株體內(nèi)抗氧化酶保護系統(tǒng)功能減弱，形成膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛，質(zhì)膜系統(tǒng)受損嚴重。本研究中，滇黃精幼苗須根長、須根粗和全株干重與葉片MDA含量呈極顯著負相關，葉片相對電導率與MDA含量呈極顯著正相關，高鹽濃度（NaCl 200 mmol/L）下葉片MDA含量最高，是對照的3.37倍，葉片相對電導率也最大，表明高濃度鹽脅迫抑制幼苗根系生長和生物量積累，葉片質(zhì)膜系統(tǒng)受損較嚴重。逆境條件下，植物體內(nèi)的氧化還原酶類（SOD、POD）活性增加。本研究中，隨NaCl濃度的增加，SOD活性呈上升趨勢，原因可能是滇黃精幼苗葉片中的SOD活性被激活，以減輕質(zhì)膜系統(tǒng)受損的程度：葉片POD活性最小低至294.00 U/g，說明鹽脅迫下葉片中活性氧的產(chǎn)生與清除之間的平衡被破壞，植物抗性變?nèi)?，該結論與徐寵然等對半夏的研究結果一致。GSH是植物體內(nèi)一種重要的抗氧化劑，能清除細胞中多余的活性氧自由基，維持細胞內(nèi)的氧化還原平衡。本研究中，幼苗葉片GSH含量在100 mmol/L NaCI處理下最高，說明在低濃度鹽脅迫下滇黃精幼苗的抵御能力較強。脯氨酸作為一種滲透調(diào)節(jié)因子，在植物的逆境生理中發(fā)揮著重要作用。植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上能反映植物的抗逆性，抗逆性強的品種能積累更高的脯氨酸。脯氨酸大量積累能夠保持細胞原生質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡，防止細胞失水。大量研究表明，外源脯氨酸的使用能減輕植物因鹽脅迫帶來的負面影響，提高植物的抗逆性。植物在非生物脅迫下，會表現(xiàn)出不同的響應，包括積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、GSH、SS、SP等）、提高抗氧化酶（SOD、POD）系統(tǒng)活性、改變生長因子和光合因子等，以提高植物抵抗逆境的能力。本研究中，隨NaCl濃度增加，滇黃精幼苗葉片Pro、SS、SP含量總體上呈上升趨勢，且高鹽濃度下（200 mmol/L）含量最高，表明葉片通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)以抵御NaCl逆境脅迫。

本研究探討了NaCl脅迫對滇黃精幼苗生長和生理方面的影響，但對NaCl脅迫下植株對離子的吸收、內(nèi)源激素含量的變化及植株對鹽脅迫響應的分子機制等有待進一步深入研究。

4結論

NaCl脅迫下滇黃精幼苗生長及生理指標受到不同程度的抑制，低濃度（50、100 mmol/L）NaCl處理下，植株農(nóng)藝性狀、光合色素、生理指標受抑制程度較低，對株高甚至出現(xiàn)小幅度的促進，表明幼苗通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、GSH，SS、SP等）、提高抗氧化酶（SOD、POD）活性等激活防御系統(tǒng)來抵抗鹽害；高濃度（150、200 mmol/L）NaCl處理下，抗氧化酶活性受到抑制，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累減少、植株受損嚴重。隸屬函數(shù)綜合評價結果得出，不同濃度NaCl溶液對黃精幼苗脅迫程度從高到低依次為200 mmol/L、150 mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L。