鹽脅迫對(duì)景天三七保護(hù)酶系統(tǒng)MDAPro及可溶性糖的影響

田曉艷 劉延吉 張 蕾等

摘要：為研究景天三七幼苗耐鹽機(jī)制，用不同濃度NaCl溶液50、100、200、400mmol／L處理景天三七幼苗，第0、3、7、15、30d取樣，分別測(cè)定鮮重、SOD、POD、CAT、MDA、Pro、可溶性糖含量。結(jié)果鹽脅迫下，景天三七幼苗50mmol／L處理平均日增重，比對(duì)照顯著增加4.8％；100mmol／L處理與對(duì)照相比差異不顯著；200mmol／L處理比對(duì)照顯著降低了16.17％；400mmoI／L處理，植株死亡。MDA、SOD、POD、CAT、Pro、可溶性糖含量均隨鹽濃度增加而增加，并且在處理第30d時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均趨于穩(wěn)定。并且說明景天三七最大耐鹽濃度為200mmol／L，而且在50mmol／L低鹽處理下，鮮重比對(duì)照增加了2.7％，低鹽脅迫激活了植物的某些生理機(jī)制，以利植物生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：景天三七；鹽脅迫；MDA；保護(hù)酶系統(tǒng)；Pro；可溶性糖

中圖分類號(hào)：Q949.751.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-5500(2009)06-0011-04

景天屬植物(Sedum)為多年生肉質(zhì)草本植物，分布廣泛，有8個(gè)亞屬400余種，我國(guó)有150種。株型直立的景天科植物，株叢較矮且緊湊，葉多肉質(zhì)，質(zhì)感好，花小，密集，鮮艷，花期長(zhǎng)，整株植物綠色期長(zhǎng)，是集觀葉、觀莖、觀花為一體的優(yōu)良宿根花卉。具有很高的觀賞價(jià)值，且抗寒性強(qiáng)，能在華北地區(qū)露地越冬，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)土壤要求不嚴(yán)，耐旱，同時(shí)也是改良土壤、保持水土的重要植物。

土壤鹽漬化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響是一個(gè)全球性的問題，全球20％的耕地和近半數(shù)的灌溉土都受到不同程度的鹽害威脅。我國(guó)鹽堿地面積約4000萬hm²，僅海岸帶、灘涂就達(dá)667萬hm²，且有逐年增大的趨勢(shì)。篩選具有高耐鹽特性的景天新品種，對(duì)鹽堿地綠化和擴(kuò)大景天生產(chǎn)都有重要意義。

近年來，對(duì)景天的品種分類、生長(zhǎng)和生態(tài)習(xí)性、引種育種以及栽培方面已開展了研究，但有關(guān)景天抗逆生理的研究報(bào)道較少。以NaCl溶液作為鹽脅迫溶液，以景天三七(Sedun aixoon)為試材，探討其耐鹽機(jī)理，以期為景天的耐鹽性選育提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1材料來源與處理

景天三七購(gòu)自遼寧省鞍山市臺(tái)安縣楊樹苗圃。

試驗(yàn)采用沙培法，將景天三七幼苗種植于盛有細(xì)沙的花盆中培養(yǎng)，每天澆1／2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，光周期16／8h，相對(duì)濕度70％，培養(yǎng)2周后，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗進(jìn)行鹽脅迫處理，分別用50、100、200、400mmol／L的NaCl鹽溶液處理(以1／2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液配制)，設(shè)3次重復(fù)，每隔2d添加處理液100mL，處理第O、3、7、15、30d取樣，從植株上剪取相同部位的葉片進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。

1.2測(cè)定方法

鮮重測(cè)定：隨機(jī)取3株幼苗，洗凈根部，稱重后取平均值，得單株鮮重。SOD、POD、CAT、MDA、Pro、可溶性糖含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[4]的方法，數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件分析。

2結(jié)果與分析

2.1鹽脅迫對(duì)景天三七幼苗鮮重的影響

50mmol／L鹽處理下，幼苗鮮重平均日增量為1.0089g，CK平均日增量為0.9625g，增加了4.8％，可能是低鹽處理激活了逆境條件下某些生理指標(biāo)以增強(qiáng)抗逆性；100mmol／L鹽處理下，鮮重平均日增量為0.9606g，與CK相比，差異不顯著；200 mmol／I，鹽處理下，鮮重日增量為0.8068g，與CK相比，降低了16.17％，差異顯著，此濃度應(yīng)該是植物最高鹽耐受濃度。400mmol／I，鹽處理下，30d后植株死亡(表1)。

2.2鹽脅迫對(duì)景天三七幼苗MDA含量的影響

MDA是膜脂過氧化的指示化合物。鹽脅迫下MDA含量隨鹽濃度的增加而顯著增加，CK的MDA增加量為0，各處理MDA平均日增量分別為0.0161、0.0204、0.0297、0.0825nmol／(gFW·min)，說明鹽濃度越高，對(duì)細(xì)胞膜傷害越大；并且在400 mmol／L鹽處理下，30d后。植株死亡(表2)。

2.3鹽脅迫對(duì)景天三七幼苗SOD活性的影響

SOD是保護(hù)植物細(xì)胞免受自由基傷害的第1道防線，它是防御活性氧的關(guān)鍵酶。由表3可見，幼苗SOD活性隨鹽濃度的增加而顯著升高，CK的SOD增加量為O，各鹽處理下，SOD平均日增量分別為0.9347、1.0483、1.222、1.7333 U／(gFw·rain)，說明鹽濃度越高，為避免細(xì)胞膜傷害，植株產(chǎn)生更多的SOD保護(hù)植物細(xì)胞膜。另外，第7d起，100～400mmol／L鹽處理下，SOD活性都有下降趨勢(shì)，可能是高濃度鹽對(duì)植株產(chǎn)生了離子毒害，置換了SOD酶活性中心的金屬離子所致。

2.4鹽脅迫對(duì)景天三七幼苗CAT活性的影響

CAT是保護(hù)植物細(xì)胞免受自由基傷害的第2道防線，鹽脅迫下，CAT活性隨著NaCI濃度的增加而顯著升高，清除細(xì)胞質(zhì)中H₂O₂，以提高植株耐鹽性；CK的CAT增加量為O，各鹽處理下，CAT平均日增量分別為0.0048、0.0124、0.0170U／(gFW·min)(表4)。說明鹽濃度越高，細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生的有害H₂O₂越多，誘導(dǎo)產(chǎn)生的CAT活性越高，以提高耐鹽性。

2.5鹽脅迫對(duì)景天三七幼苗POD活性的影晌

POD是保護(hù)植物細(xì)胞免受自由基傷害的第3道防線，鹽脅迫下POD活性隨著NaCI濃度的增加而顯著升高(表5)，說明鹽濃度越高，植株產(chǎn)生更多的POD清除鹽脅迫下產(chǎn)生的大量過氧化物，從而提高植株耐鹽性；CK的POD增加量為0，各鹽處理下，POD總增量分別為0.0025、0.0226、0.0438、0.1085 mmol／L，POD的增長(zhǎng)趨勢(shì)與CAT增長(zhǎng)趨勢(shì)一致。

2.6鹽脅迫對(duì)景天三七幼苗Pro含量的影響

鹽脅迫下，Rro作為增加滲透調(diào)節(jié)能力的小分子化合物，其含量隨著NaCl濃度的增加而極顯著升高，從而提高植株耐鹽性(表6)。CK的平均日增長(zhǎng)量為0.2541，各鹽處理下，Pro的平均日增長(zhǎng)量分別為1.0632、10.9497、14.0605、16.1207／μg／g。說明鹽濃度越高，大量的蛋白質(zhì)或水解為小分子氨基酸或大量氨基酸無法合成植物生長(zhǎng)需要的蛋白質(zhì)，以抵抗鹽脅迫帶來的傷害。

2.7鹽脅迫對(duì)景天三七幼苗可溶性糖含量的影響

可溶性糖是植物在鹽分脅迫下的一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。CK可溶性糖含量處于緩慢遞增狀態(tài)，平均日增長(zhǎng)量為0.0192％。而鹽脅迫條件下，可溶性糖平均日增長(zhǎng)量分別為0.0344％、0.0635％、0.0690％、0.1080％。大量的可溶性糖用來抵御鹽脅迫帶來的低水勢(shì)，從而降低了纖維素等物質(zhì)的合成，阻礙了植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育(表7)。

3討論與結(jié)論

逆境脅迫下，幼苗鮮重直接反應(yīng)植物的抗逆性能。鮮重正常增加，說明植物不受逆境限制。鹽脅迫下，植物因鹽害而使細(xì)胞膜受到損傷，產(chǎn)生MDA。MDA是膜受傷害程度的一個(gè)指標(biāo)，膜受傷害又產(chǎn)生大量自由基；SOD是保護(hù)植物細(xì)胞免受自由基傷害的第一道防線。POD、CAT是繼SOD之后相繼激活的保護(hù)酶，進(jìn)一步清除過氧化物和H₂O₂。同時(shí)，Pro、可溶性糖含量的增加，增加的植物的滲透調(diào)節(jié)能力，以降低鹽害。實(shí)驗(yàn)表明，景天三七的耐鹽機(jī)制與前人對(duì)植物耐鹽機(jī)制的研究相一致。進(jìn)一步從理論上揭示了景天三七的耐鹽機(jī)理。為其綠化鹽堿地提供理論依據(jù)。

景天三七最大耐鹽濃度為200mmol／L，并且50mmol／L低鹽處理，其鮮重比對(duì)照增加了2.7％，低鹽脅迫激活了植物的某些生理機(jī)制，利于植物的生長(zhǎng)。