外源亞精胺（Spd）對(duì)鹽脅迫下番茄幼苗生理生化指標(biāo)的影響

張紀(jì)濤，胡曉輝，李翠

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資環(huán)學(xué)院，陜西楊凌，712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院）

土壤鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的主要的非生物脅迫之一，它對(duì)農(nóng)業(yè)的影響是一個(gè)全球性的問(wèn)題，全球20%的耕地和近半數(shù)的灌溉土地都受到不同程度的鹽害威脅[1]。設(shè)施農(nóng)業(yè)由于其自身的特點(diǎn)，一般都會(huì)產(chǎn)生不同的次生鹽漬化問(wèn)題，嚴(yán)重限制設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。鹽脅迫對(duì)植物造成的傷害主要有3種：滲透脅迫、離子毒害、營(yíng)養(yǎng)失衡[2]，表現(xiàn)為植物生長(zhǎng)受限、光合速率下降、衰老加快等。

亞精胺（Spd）是生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一種具有生物活性的低分子量脂肪族含氮堿，是多胺家族的一個(gè)重要成員。多胺廣泛作用于植物生長(zhǎng)、形態(tài)建成、衰老和對(duì)環(huán)境脅迫的反應(yīng)，在多種逆境條件下，植物體內(nèi)多胺含量迅速發(fā)生變化[3，4]。許多研究表明，適宜濃度的外源Spd可以提高植物的耐鹽性[5～7]。番茄（Lycopersicon esculentumMill.）屬于中度鹽敏感植物，是設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培的主要蔬菜作物之一。鹽脅迫影響番茄種子的發(fā)芽、幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致番茄植物體組織水分虧缺、營(yíng)養(yǎng)失衡、離子毒害，從而降低番茄產(chǎn)量和品質(zhì)。因此通過(guò)研究Spd對(duì)番茄鹽脅迫的緩解效應(yīng)，對(duì)改善番茄的生長(zhǎng)和生產(chǎn)，具有十分重要的意義和廣闊的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選擇耐鹽性不同的兩個(gè)番茄品種：“江蔬14號(hào)”（耐鹽性弱）和“白果強(qiáng)豐”（耐鹽性強(qiáng)）。于2007年9～12月在西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝場(chǎng)玻璃溫室進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取大小一致、均勻、飽滿的番茄種子經(jīng)消毒、催芽，播種于裝滿珍珠巖的穴盤(pán)中，早晚澆水各1次，子葉展平后每2 d澆灌1次1/2劑量的山崎番茄配方營(yíng)養(yǎng)液。當(dāng)幼苗3葉1心時(shí)定植在玻璃溫室中裝有1/2劑量水培槽中。營(yíng)養(yǎng)液pH值調(diào)至6.5~7.0。每3 d調(diào)1次pH值，4 d更換1次營(yíng)養(yǎng)液。當(dāng)幼苗長(zhǎng)到7~8葉片時(shí)進(jìn)行處理（試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，①CKN：培養(yǎng)液+0 mmol/L NaCl+0 mg/L Spd；②CKP：培養(yǎng)液+0 mmol/L NaCl+100 mg/L Spd；③N：培養(yǎng)液+100 mmol/L NaCl+0 mg/L Spd；④P：培養(yǎng)液+100 mmol/L NaCl+100 mg/L Spd），每天于下午4：00噴施Spd一次，噴施到葉片上有欲滴的水珠為止。在處理12 d時(shí)，取樣測(cè)定植株的干、鮮質(zhì)量。在脅迫 0（處理前1 d）、4 d、8 d的時(shí)候，取樣測(cè)定生理指標(biāo)，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3 試驗(yàn)方法

①番茄幼苗地下、地上部分的干鮮質(zhì)量的測(cè)定處理12 d后，隨機(jī)選取10株番茄幼苗，將幼苗用清水洗凈，把地上和地下部分分開(kāi)，用吸水紙擦干后稱取鮮質(zhì)量。然后在105℃下殺青15 min，70℃烘干至恒重，稱取干質(zhì)量。計(jì)算根冠比。

②葉片電導(dǎo)率的測(cè)定 選擇完整的番茄幼苗葉片洗凈擦干，用打孔器打取12個(gè)原片，放入洗凈的試管中，加入10 mL蒸餾水，用真空泵抽氣10 min至呈半透明狀，用電導(dǎo)儀測(cè)定初電導(dǎo)值（S1），然后，置于沸水中5 min，冷卻后測(cè)定電導(dǎo)值（S2）。按下面的公式計(jì)算相對(duì)電導(dǎo)率。

相對(duì)電導(dǎo)率（L）=（S1-S0）/（S2-S0），S0表示空白電導(dǎo)率。

③葉片丙二醛（MDA）含量的測(cè)定 采用硫代巴比妥酸 （TBA）染色法測(cè)定，取樣品葉片1 g加10%TCA 10 mL研磨提取，離心后取2 mL上清液，加入2 mL 0.6%的TBA溶液，沸水浴反應(yīng)15 min，冷卻后于450 nm，532 nm，600 nm下測(cè)定吸光值，計(jì)算丙二醛的含量[8]。

④葉片脯氨酸（Pro）含量的測(cè)定 取0.5 g洗凈的葉片，用3%的磺基水楊酸研磨提取，離心后取上清液用酸性茚三酮染色，于520 nm下比色測(cè)定[8]。

⑤葉綠素含量的測(cè)定 采用80%丙酮浸提法，在663 nm、646 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，計(jì)算葉綠素a、葉綠素b的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS16.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，Duncan's多重比較進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源Spd對(duì)番茄幼苗地上及地下部干鮮質(zhì)量的影響

試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，鹽脅迫總體上降低了兩個(gè)品種番茄幼苗的根干質(zhì)量、冠干質(zhì)量和根冠比。在非鹽脅迫下，外源Spd對(duì)這三個(gè)指標(biāo)沒(méi)有明顯的影響。而在鹽脅迫下，外源Spd雖然也在一定程度的上降低了兩個(gè)番茄品種根、冠干質(zhì)量，提高了根冠比，但這種影響作用不明顯。

2.2 外源Spd對(duì)番茄幼苗葉片細(xì)胞質(zhì)膜透性的影響

試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。鹽脅迫顯著影響細(xì)胞膜透性，鹽處理的白果強(qiáng)豐和江蔬14號(hào)番茄幼苗在處理4 d，8 d的細(xì)胞膜透性分別比對(duì)照增加了113.46%，41.92%，37.39%，68.52%。非鹽脅迫下，外源Spd能降低電解質(zhì)滲出率，處理4 d，8 d時(shí)，白果強(qiáng)豐分別比對(duì)照降低了4.62%，3.08%，江蔬14號(hào)分別降低了0.90%，20.66%。鹽脅迫下，外源Spd能顯著降低細(xì)胞膜透性，在處理4 d，8 d時(shí)，白果強(qiáng)豐番茄幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率分別比對(duì)照降低了53.69%，17.34%；江蔬14號(hào)番茄幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率分別比對(duì)照降低了0.66%，33.66%。說(shuō)明外源Spd能保護(hù)細(xì)胞膜的完整性，減少鹽脅迫對(duì)細(xì)胞膜的傷害。

2.3 外源Spd對(duì)番茄幼苗葉片中丙二醛（MDA）含量的影響

表1 外源Spd對(duì)番茄幼苗根質(zhì)量、地上部質(zhì)量及根冠比的影響

MDA是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物，可用丙二醛的含量高低來(lái)代表膜脂過(guò)氧化的程度。試驗(yàn)結(jié)果（圖2）顯示，非鹽脅迫下外源Spd能降低番茄幼苗葉片MDA的含量，處理4 d時(shí)白果強(qiáng)豐和江蔬14號(hào)中MDA含量分別比對(duì)照降低了24.29%，11.55%，處理8 d則分別降低了27.50%，18.45%。鹽脅迫增加了番茄幼苗葉片內(nèi)MDA的含量，處理4 d時(shí)白果強(qiáng)豐和江蔬14號(hào)中MDA含量分別比對(duì)照增加了50.29%，68.91%；處理8 d時(shí)分別升高了68.17%，106.55%。鹽脅迫下噴施Spd能降低番茄幼苗葉片內(nèi)MDA的含量，處理4 d測(cè)定白果強(qiáng)豐和江蔬14號(hào)兩個(gè)品種中MDA含量分別比鹽脅迫處理降低了22.81%，33.71%；處理8 d時(shí)兩個(gè)品種分別降低了48.25%，49.17%。說(shuō)明鹽脅迫下番茄幼苗葉片膜脂過(guò)氧化程度加重，并隨鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)傷害程度增大；噴施Spd能顯著降低番茄幼苗葉片MDA的含量，即降低膜脂過(guò)氧化程度。

2.4 外源Spd對(duì)番茄幼苗葉片游離脯氨酸（Pro）含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果（圖3）顯示，鹽脅迫處理的番茄幼苗Pro含量明顯升高，白果強(qiáng)豐和江蔬14號(hào)兩品種在4 d，8 d時(shí)Pro含量分別比對(duì)照升高了58.31%，39.30%，112.73%，15.60%。非鹽條件下噴施Spd能降低番茄幼苗葉片內(nèi)Pro的含量，白果強(qiáng)豐和江蔬 14號(hào)兩品種在處理 4 d，8 d時(shí)Pro的含量分別比對(duì)照降低了26.69%，37.34%，50.79%，79.78%。在鹽脅迫下外源Spd能使葉片Pro的含量明顯降低，白果強(qiáng)豐和江蔬14號(hào)兩品種在處理4 d，8 d時(shí)的Pro含量分別比對(duì)照降低了37.44%，30.60%，47.67%，30.89%。 說(shuō)明鹽脅迫下番茄幼苗葉片中Pro含量增加，外源Spd能降低Pro的含量，減小鹽脅迫對(duì)植物體的傷害程度。

2.5 外源Spd對(duì)番茄幼苗葉綠素含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果（圖 4，5）表明，在處理 4 d時(shí)，在非鹽脅迫下外源Spd在一定程度上提高了白果強(qiáng)豐和江蔬14號(hào)的葉綠素a、b含量，其中白果強(qiáng)豐幼苗的葉綠素 a、b的含量分別比對(duì)照增加了10.35%，13.82%；江蔬14號(hào)幼苗的葉綠素 a、b的含量分別比對(duì)照增加了13.74%，15.07%；鹽脅迫增加白果強(qiáng)豐幼苗的葉綠素a、b的含量，分別比對(duì)照增加了44.43%，41.09%；江蔬14號(hào)幼苗葉綠素b增加了6.38%，而葉綠素a含量降低了4.55%。鹽脅迫下外源Spd降低了白果強(qiáng)豐幼苗的葉綠素a、b的含量；在一定程度上增加了江蔬14號(hào)幼苗葉綠素a、b的含量。處理后8 d的結(jié)果顯示，非鹽脅迫下外源Spd降低了葉綠素a、b的含量。鹽脅迫處理提高了番茄幼苗的葉綠素a、b的含量。鹽脅迫下外源Spd對(duì)抗鹽性較強(qiáng)的白果強(qiáng)豐幼苗影響很小，而對(duì)江蔬14號(hào)幼苗的葉綠素a、b的含量則有一定的降低，分別比單獨(dú)鹽處理的降低了25.38%，21.65%。

3 小結(jié)與討論

植物耐鹽性是多基因控制的復(fù)合遺傳性狀，同時(shí)也受生長(zhǎng)環(huán)境的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施外源Spd能降低鹽脅迫下番茄幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量、Pro含量，減少鹽脅迫對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理生化反應(yīng)的傷害，提高根冠比，增加了植物的耐鹽性。但是對(duì)干物質(zhì)積累量，葉綠素a、b的含量也有明顯的影響，因處理時(shí)間和品種不同而產(chǎn)生不同的作用效果。鹽脅迫對(duì)抗鹽性較強(qiáng)的白果強(qiáng)豐影響較小，對(duì)耐鹽性較弱的江蔬14號(hào)影響較大，而外源Spd的效果在耐鹽性較弱的品種上更明顯。胡曉輝等[10～13]的研究也表明，通過(guò)Spd浸種可以改善鹽脅迫下番茄種子發(fā)芽、幼苗的耐鹽性。這也更充分證明Spd可以作為有效的外源物質(zhì)，應(yīng)用在番茄生產(chǎn)上。

植物體是一個(gè)相互聯(lián)系的綜合體，各種生命活動(dòng)是相互影響的，因此需要對(duì)植物體生理途徑進(jìn)行綜合研究，闡明之間的聯(lián)系。目前對(duì)多胺代謝及外源應(yīng)用做了大量的研究，而對(duì)于外源Spd對(duì)植物體的調(diào)控作用機(jī)理還沒(méi)有從內(nèi)在機(jī)制闡明，仍然需要從生理和分子水平繼續(xù)做深入的研究。

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