摘要：通過不同濃度的NaCl溶液對蘭州百合組培苗進行鹽脅迫處理，測定其在不同鹽濃度條件下的生長指標(biāo)、鹽害指數(shù)及生理生化指標(biāo)。結(jié)果顯示，蘭州百合組培苗在75 mmol·L-l濃度NaCl脅迫下生長狀態(tài)良好。隨著NaCI濃度逐步增加，蘭州百合組培苗的葉片呈現(xiàn)出逐漸變小的趨勢，同時其根系也變得更加細而短，因此75mmol·L-l濃度NaCl為蘭州百合組培苗的臨界鹽脅迫濃度。研究結(jié)果表明，蘭州百合組培苗具有一定的耐鹽能力。

關(guān)鍵詞：蘭州百合；組培苗；NaCl溶液；鹽脅迫

中圖分類號：S682.2+9 文獻標(biāo)識碼：A

在全球氣候變化和土壤鹽堿化日益加劇的背景下，農(nóng)作物及園藝植物的抗逆性研究已成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域中的熱點。蘭州百合（ Lilium davidii var. unicolor）作為中國著筆的觀賞與食用兼用型花卉及中藥材，不僅具有極高的經(jīng)濟價值，還承載著豐富的文化內(nèi)涵和地方特色【1】。然而，隨著自然環(huán)境的變化，特別是土壤鹽漬化的蔓延，蘭州百合的生長發(fā)育和品質(zhì)產(chǎn)量面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[2]。

鹽脅迫作為影響植物生長的主要非生物逆境之一，能夠通過滲透效應(yīng)和離子毒害等多種機制干擾植物的正常生理功能，進而影響植物生長、開花、結(jié)實及品質(zhì)【3】。近年來，盡管關(guān)于植物鹽脅迫響應(yīng)機制的研究已取得顯著進展，但針對特定作物或園藝植物，如蘭州百合等在鹽脅迫下的生理生化響應(yīng)機制、分子調(diào)控機制以及耐鹽品種選育等方面的研究仍相對有限[4]。因此，深入探究鹽脅迫對蘭州百合生長發(fā)育的影響，揭示其適應(yīng)或抵抗鹽脅迫的生理生態(tài)學(xué)機制，不僅對了解蘭州百合的耐鹽性遺傳基礎(chǔ)、指導(dǎo)耐鹽品種選育具有重要意義，而且有助于制定有效的農(nóng)業(yè)管理措施，促進蘭州百合產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，特別是在鹽堿地資源化利用和生態(tài)修復(fù)方面應(yīng)用前景廣闊[5]。

本研究旨在通過觀測鹽脅迫下蘭州百合組培苗的生長表現(xiàn)、生理指標(biāo)變化、抗氧化系統(tǒng)響應(yīng)等，為培育耐鹽蘭州百合品系及在鹽堿地種植蘭州百合提供參考。

1材料和方法

1.1試驗材料

試驗材料為蘭州百合（Lilium davidii var.unicolor）組培苗。

1.2試驗方法

將蘭州百合鱗莖轉(zhuǎn)移至基礎(chǔ)培養(yǎng)基（ MS+蔗糖30g·L-1+瓊脂7g·L-1）培養(yǎng)15 d，選取生長基本一致且長成完整植株的蘭州百合組培苗，將其轉(zhuǎn)入含有不同濃度的NaCl培養(yǎng)基中培養(yǎng)。NaCl設(shè)5個濃度處理，分別為：0、25、75、125、175 mmol．L-1。每個處理重復(fù)3次，每個處理接種10瓶，每瓶2株蘭州百合組培苗，14 d后對蘭州百合組培苗進行生長及生理生化指標(biāo)測定。

1.3生長及生理生化指標(biāo)測定

1.3.1生長及鹽害指數(shù)【5】每隔3 d觀察蘭州百合的生長狀態(tài)，包括葉片顏色、葉片是否枯萎、根生長數(shù)量等。第14天，用直尺測量不同濃度NaCl脅迫下的蘭州百合組培苗生長指標(biāo)，包括每株的葉寬、葉長和根長的最大值。

根據(jù)蘭州百合葉片受害程度確定鹽害等級【6】，計算各處理蘭州百合組培苗的鹽害指數(shù)。

鹽害分級標(biāo)準(zhǔn)[6]：O級，全株無鹽害癥狀；1級，輕度鹽害，小于20%的葉尖、葉緣、葉脈輕微發(fā)黃或枯焦；2級，中度鹽害，近50%的葉尖或葉緣變色、發(fā)黃、枯焦；3級，重度鹽害，50%以上的葉片發(fā)黃、枯焦或脫落；4級，極重度鹽害，90%以上的葉片枯焦、脫落或植株死亡。

鹽害指數(shù)（%）=[∑（鹽堿脅迫受害株數(shù)×相應(yīng)級值）／總株數(shù)]×100

1.3.2生理生化指標(biāo)采用硫代巴比妥酸法測定蘭州百合組培苗的丙二醛含量，采用丙酮法測定葉綠素含量，采用氮藍四唑法測定超氧化物歧化酶（ SOD）活性，采用蒽酮法測定可溶性糖含量[7-10]。

2結(jié)果與分析

2.1不同濃度NaCI對蘭州百合組培苗生長指標(biāo)的影響

2.1.1對生長指標(biāo)的影響低濃度NaCl脅迫對蘭州百合組培苗的生長發(fā)育產(chǎn)生了一定的積極影響（表1）。當(dāng)NaCl濃度為25 mmol·L-1時，蘭州百合組培苗的葉片長度達到10.72 cm，顯著高于對照組（ CK）的葉片長度，表明在此濃度下，鹽脅迫促進了蘭州百合組培苗葉片的伸長。隨著NaCl濃度的增加，蘭州百合組培苗的葉片長度呈現(xiàn)下降趨勢，當(dāng)NaCl濃度為75和125 mmol·L-l時，蘭州百合組培苗的葉片長度分別降低至9.63和7.77 cm。盡管這兩個數(shù)值與對照組（ CK）相比差異不顯著，但仍然可以看出鹽脅迫對蘭州百合組培苗葉片生長的抑制作用在逐漸增強。

當(dāng)NaCl濃度進一步增加至175 mmol·L-l時，蘭州百合組培苗的葉片長度顯著下降至6.12 cm，這一數(shù)值明顯低于對照組（CK），表明高濃度的鹽脅迫對蘭州百合組培苗葉片長度的抑制作用顯著。

從葉寬來看，當(dāng)NaCl濃度為75 mmol·L-l時，蘭州百合組培苗的葉寬達到0.68 cm，顯著高于對照組（CK），說明在此濃度下，鹽脅迫對蘭州百合組培苗葉片的拓寬生長也有一定的促進作用。而在其他濃度處理下，蘭州百合組培苗葉寬的變化相對較小，與對照組（ CK）相比差異不顯著。

從根長來看，各濃度NaCl處理與對照組（ CK）相比差異均不顯著，表明在試驗設(shè)置的NaCl濃度范圍內(nèi)，鹽脅迫對蘭州百合組培苗的根系生長影響相對較小。

2.1.2對鹽害指數(shù)的影響由表2數(shù)據(jù)可知，蘭州百合組培苗的鹽害指數(shù)隨著NaCl濃度的升高呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。當(dāng)NaCl濃度為25mmol·L-l時，蘭州百合組培苗的鹽害指數(shù)最低，僅為0.083，這表明在此濃度下，蘭州百合組培苗受到的鹽脅迫影響較小，植株生長相對正常，受損程度較輕。

隨著NaCl濃度的不斷增加，蘭州百合組培苗的鹽害指數(shù)也逐漸升高。當(dāng)NaCl濃度達到175 mmol·L-l時，蘭州百合組培苗的鹽害指數(shù)達到最高值，為3.361，這一數(shù)值接近于試驗設(shè)置的最高級別4級，說明在此高鹽濃度下，蘭州百合組培苗受到了嚴(yán)重的鹽脅迫損害，植株生長受到顯著抑制。

2.2不同濃度NaCI對蘭州百合組培苗生理生化指標(biāo)的影響

2.2.1丙二醛含量隨著NaCl濃度的逐漸升高，蘭州百合組培苗中的丙二醛含量也依次升高，并且均顯著高于對照組（ CK）（圖1）。這一結(jié)果表明鹽脅迫導(dǎo)致了蘭州百合組培苗細胞膜脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)加劇，進而產(chǎn)生了更多的丙二醛。這種過氧化反應(yīng)會破壞蘭州百合組培苗細胞膜的完整性和穩(wěn)定性，影響細胞的正常功能，從而對蘭州百合組培苗的生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響。

差異顯著性分析進一步證實了這一結(jié)論，各濃度NaCl處理的蘭州百合組培苗的丙二醛含量均與對照組（ CK）差異顯著，說明鹽脅迫對蘭州百合組培苗細胞膜系統(tǒng)造成了顯著損害。這種損害程度隨著NaCl濃度的增加而加深，表明高鹽脅迫對蘭州百合組培苗的生長發(fā)育具有更強的抑制作用。

2.2.2葉綠素含量隨著NaCl濃度的逐漸增加，蘭州百合組培苗的葉綠素含量呈現(xiàn)出依次降低的趨勢（圖2）。當(dāng)NaCl濃度為25 mmol．L-1時，蘭州百合組培苗的葉綠素含量略低于對照組（CK），但差異不顯著，說明在此濃度下，鹽脅迫對蘭州百合組培苗葉綠素含量的影響相對較小。然而，當(dāng)NaCl濃度進一步增加至75、125、175 mmol．L-l時，蘭州百合組培苗的葉綠素含量均顯著低于對照組（ CK）。這一結(jié)果表明，隨著NaCl濃度的增加，蘭州百合組培苗的葉綠素合成可能受到抑制，或者葉綠素分子可能發(fā)生降解，導(dǎo)致葉綠素含量大幅下降，這種下降會直接影響蘭州百合組培苗的光合作用效率，進而對其生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響。

2.2.3超氧化物歧化酶（SOD）活性隨著NaCl濃度的逐漸升高，蘭州百合組培苗的SOD活性也呈逐漸升高的趨勢（圖3）。當(dāng)NaCl濃度為25 mmol·L-l時，蘭州百合組培苗的SOD活性略高于對照組（CK），但差異不顯著，這可能是在此濃度下，鹽脅迫對蘭州百合組培苗的氧化應(yīng)激反應(yīng)較為輕微。

然而，當(dāng)NaCl濃度進一步增加至75、125、175 mmol．L-1時，蘭州百合組培苗的SOD活性均顯著高于對照組（CK）。這一結(jié)果表明，隨著NaCl濃度的增加，蘭州百合組培苗的氧化應(yīng)激反應(yīng)加劇，產(chǎn)生了更多的超氧化物陰離子自由基。為應(yīng)對這種氧化應(yīng)激，蘭州百合組培苗通過增加SOD的活性來催化超氧化物陰離子自由基的歧化反應(yīng)，從而保護細胞免受氧化損傷。

2.2.4可溶性糖含量隨著NaCl濃度的增加，蘭州百合組培苗中的可溶性糖含量呈上升趨勢（圖4），這表明鹽脅迫可能誘導(dǎo)了蘭州百合組培苗可溶性糖的積累，以作為一種適應(yīng)性響應(yīng)。

具體來說，當(dāng)NaCl濃度為25、75、125、175 mmol·L-1時，蘭州百合組培苗中的可溶性糖含量均高于對照組（ CK），且差異顯著。這說明隨著鹽脅迫濃度的增加，蘭州百合組培苗通過增加可溶性糖含量來應(yīng)對鹽脅迫帶來的滲透壓變化和氧化應(yīng)激。

在NaCl濃度為125 mmol·L-1的處理組中，蘭州百合組培苗的可溶性糖含量均高于25、75、175 mmol·L-1濃度NaCl處理組，且差異顯著。這一結(jié)果可能表明，在特定的NaCl濃度下，蘭州百合組培苗體內(nèi)的可溶性糖的積累達到了峰值，而在這個峰值之后，隨著NaCl濃度的繼續(xù)增加，蘭州百合組培苗中的可溶性糖含量可能不再繼續(xù)上升，甚至出現(xiàn)下降。這可能是由于在高NaCl濃度下，蘭州百合組培苗的生理代謝遭受了更嚴(yán)重的抑制，導(dǎo)致蘭州百合組培苗體內(nèi)可溶性糖的合成和積累受到了限制。

3結(jié)論

當(dāng)NaCl濃度在25～125 mmol·L-1區(qū)間內(nèi)，蘭州百合組培苗的生長和發(fā)育受到了一定程度的影響，但這種影響相對較為溫和，大部分植株仍能存活并保持一定的生長活力。這表明在此濃度范圍內(nèi)，蘭州百合組培苗具有一定的鹽脅迫耐受性，能夠通過調(diào)整其生理機能和形態(tài)結(jié)構(gòu)來適應(yīng)鹽分壓力。然而，當(dāng)NaCl濃度升高至175 mmol·L-1時，蘭州百合組培苗的生長和發(fā)育遭受了嚴(yán)重的抑制，甚至出現(xiàn)不可逆的損害，如組織褐變和死亡，這表明該濃度已經(jīng)超出蘭州百合組培苗的耐受極限，對植株造成了致命的損害。

試驗表明，蘭州百合組培苗在NaCl濃度為75 mmol·L-1鹽脅迫下表現(xiàn)出了較好的生長狀態(tài)，表明這一濃度既未對植株造成顯著的負面影響，又可能激發(fā)了植株某些適應(yīng)機制，從而促進了植株在鹽脅迫環(huán)境下的生長和發(fā)育。

綜上所述，蘭州百合組培苗對鹽脅迫的響應(yīng)具有濃度相關(guān)性，其中75 mmol·L-l的NaCl濃度被視為耐鹽脅迫的臨界濃度，而高于此濃度的鹽分則可能對植株造成不同程度的損害，特別是當(dāng)NaCl濃度達到175 mmol·L-1時，對蘭州百合組培苗的損害變得尤為嚴(yán)重且不可逆。

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收稿日期：2024-11-09

主要作者簡介：裴子瑩（2006-），女，在讀本科生，主要從事生物科學(xué)研究。E-mail： njlnie@126.com